Vénusz légycsapója

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. június 14-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 4 szerkesztést igényelnek .
Vénusz légycsapója

Vénusz légycsapó levél
tudományos osztályozás
Tartomány:eukariótákKirályság:NövényekAlkirályság:zöld növényekOsztály:VirágzásOsztály:Kétszikű [1]Rendelés:szegfűCsalád:RosyankovyeNemzetség:Dionea ( Dionaea Sol. ex J. Ellis , 1768 )Kilátás:Vénusz légycsapója
Nemzetközi tudományos név
Dionaea muscipula J.Ellis , 1768
terület
természetvédelmi állapot
Állapot iucn2.3 VU ru.svgSebezhető fajok
IUCN 2.3 Vulnerable :  39636

A Vénusz légycsapda ( lat.  Dionaea muscipula ) húsevő növényfaj a Rosyankovye család (Drosyankovye) családjába tartozó Dionea monotípusú nemzetségéből ( Droseracea ). Ültesse be az Amerikai Egyesült Államok keleti partvidékének mocsaras területeit (Észak- és Dél-Karolina). A Vénusz légycsapója a levelek szélső részéből kialakított speciális csapdázókészülék segítségével fogja be áldozatait (rovarokat, pókféléket). A csapda zárását a levelek felületén lévő finom kiváltó szőrszálak indítják el. A befogóberendezés becsapásához legalább két szőrszálat mechanikusan kell kifejteni a lapon, legfeljebb 20 másodperces időközönként. Ez a szelektivitás védelmet nyújt a véletlen becsapódás ellen olyan leeső tárgyak esetén, amelyeknek nincs tápértékük (esőcseppek, törmelékek stb.). Ezenkívül az emésztés az érzékeny szőrszálak legalább ötszöri stimulációja után kezdődik.

Cím

A tudományos fajnév ( muscipula ) latinul „egérfogó”-t jelent, inkább metaforikus, mint szó szerint.

A faj orosz nevét Vénusz  , a szerelem és a növények római istennője tiszteletére kapta. A faj angol neve ( angolul  Venus flytrap ) megfelel az orosznak.

Biológiai leírás

A Vénusz légycsapda egy kis , lágyszárú növény, 4-7 leveles rozettájával , amely egy rövid földalatti szárból nő ki . A szár hagymás . A levelek mérete három és hét centiméter között változik, az évszaktól függően, a hosszú csapdalevelek általában virágzás után alakulnak ki .

Nitrogénszegény tőzeges talajokon , például mocsarakban nő . A nitrogénhiány az oka a csapdák megjelenésének: a rovarok a fehérjeszintézishez szükséges nitrogénforrásként szolgálnak . Nagyon szeszélyes a talajra, a savas összetétel megváltozása (például a famagvak bejutása, majd a bomlás következtében) vagy a talaj kiszáradása esetén gyorsan elpusztulhat. A Vénusz légycsapója azon kevés növények egyike, amelyek gyors mozgásra képesek.

A természetben rovarokkal táplálkozik , néha puhatestűek (csigák) is találkozhatnak [2] . Párás mérsékelt éghajlaton nő az USA Atlanti-óceán partvidékén ( Florida állam , Észak- és Dél-Karolina , New Jersey ). Dísznövénykertészetben termesztett faj. Szobakultúraként termeszthető, azonban a növény normális fejlődése ebben az esetben a nagyon magas páraszükséglet és a téli alacsony hőmérséklet miatt nehézkes [3] .

A csapdát a lap szélei alkotják.

Predation

Prédaszelektivitás

A modern adatok szerint a Vénusz légycsapda "étrendje" hozzávetőlegesen a következő: 33% hangyák , 30% pókok , 10% bogarak és 10% szöcskék , és kevesebb, mint 5% repülő rovarok [4] . Feltételezhető, hogy a Dionaea evolúciója során a Drosera nemzetség képviselőivel közös őstől származott (ragadozó növények, amelyek ragadós szőrszálakat használnak csapdacsapda helyett). Az eltérés oka a következő: a Drosera nemzetség képviselői a kis repülő rovarok fogyasztására specializálódtak, míg a Dionaea nemzetség ősei nagyobb csúszómászó rovarokat kezdtek enni. Ennek eredményeként a Dionaea több hiányzó ásványt tudott kinyerni a nagyobb zsákmányból, ami evolúciós előnyhöz juttatta a Dionaeát a ragadós csapdákat használó ősi formákkal szemben [ 5] .

Csapdazáró mechanizmus

A Vénusz légycsapda a magasabb rendű, gyors mozgásra képes növények kis csoportjába tartozik, olyan fajok mellett, mint: félénk mimóza ( Mimosa pudica ), Codariocalyx motorius , napharmat ( Drosera nemzetség ) és pemphigus ( Utricularia nemzetség ).

A levél becsapódásának mechanizmusa a rugalmasság , a turgor és a növekedés közötti összetett kölcsönhatástól függ . A csapda becsapódása az érzékeny szőrszálak két egymást követő stimulálása után következik be (közöttük kis időközzel); ezzel elkerülhető a csapda hamis kioldása, amikor vízcseppek vagy törmelékek lépnek be. Nyitott állapotban a csapda lebenyei domborúak (kifelé görbültek), zárás után a lebenyek meghajlanak, és belül üreget képeznek, amelyből a kijáratot szőrszálak zárják le.

Egy ilyen mechanizmust bistabil rendszerként írnak le gyors kapcsolással, [6] azonban jelenleg a trap slamming részletes mechanizmusa nem teljesen ismert. Az érzékeny szőrszálak mechanikai irritációjával akciós potenciál keletkezik (a kalciumionok jelentős szerepet játszanak ebben a folyamatban). Az akciós potenciál ezután a csapda lebenyein keresztül terjed, és stimulálja a lebenyek sejtjeit és a lebenyek közötti középső bordát. [7] Feltételezhető, hogy a Vénusz légycsapdában van egy ionkoncentráció küszöb, amelynek leküzdése lehetővé teszi, hogy a csapda reagáljon a stimulációra. [8] Zárás után a Vénusz légycsapója legfeljebb ötig „számol” további hajirritáló ingereket, majd emésztőenzimeket kezd kiválasztani. [9] A savas növekedési elmélet szerint a lebenyek külső rétegében és a középső bordában lévő egyes sejtek gyorsan H+-t (hidroxónium-kationokat) exportálnak a citoplazmából a sejtfaltérbe ( apoplaszt ), ami az apoplaszt elsavasodását (pH-csökkenés) eredményezi. és a poliszacharid hálózat gyengülése, ami az ozmózis során duzzadáshoz vezet . A helyi duzzanat a csapda lebenyeinek megnyúlásához és alakváltozásához vezet. Egy alternatív hipotézis szerint a csapda lebenyeinek középső rétegében és a középső bordában lévő sejtek egy akciós potenciál hatására más ionokat is kiválaszthatnak, lehetővé téve a víz kiáramlását a sejtekből a későbbiekben (az ozmózis törvénye szerint). ). Ennek eredményeként a sejtek összeesnek, és a csapda alakja megváltozik. Ennek ellenére a javasolt mechanizmusok nem zárják ki egymást, és egyidejűleg is működhetnek. Számos kísérleti adat igazolja mindkét mechanizmus működésének lehetőségét. [9] [10]

Emésztés

Ha a zsákmány nem tudta kiszabadítani magát, továbbra is stimulálja a levéllebenyek belső felületét, ami sejtnövekedést okoz. Végül a lapok szélei összezáródnak, teljesen bezárják a csapdát, és "gyomrot" képeznek, amelyben az emésztési folyamat zajlik. Az emésztőenzimek kiválasztását a jázmonsav szabályozza. Ez a hormon toxikus másodlagos metabolitok képződését is beindítja a növényevők elleni védekezés érdekében a nem ragadozó növényekben. [8] [11]

Az emésztést enzimek , hidrolázok katalizálják, amelyeket a lebenyekben található mirigyek választanak ki . Feltételezhető, hogy az enzimatikus emésztés megkezdése előtt a fehérjék oxidatív módosulásai következnek be. A levelek vizes kivonata számos kinont tartalmaz, mint például a naftokinon plumbagin, amely számos NADH-függő dehidrogenázzal együtt szuperoxidot és hidrogén-peroxidot termel az önoxidáció során . [12] Az ilyen oxidatív módosulások az állati sejtmembránok károsodásához vezethetnek. A plumbaginról ismert, hogy a Bcl-2 fehérjecsaláddal kapcsolatos apoptózist indukálja. [13] Vénusz légycsapda kivonat előinkubálása NADH-val és NADH-dehidrogenázokkal szérumalbumin jelenlétében; az albumin tripszinnel történő későbbi emésztése felgyorsult. [12] Annak ellenére, hogy a Vénusz légycsapda mirigyeinek szekréciója proteázokat és esetleg más enzimeket tartalmaz, amelyek biztosítják a biopolimerek lebomlását; valószínű, hogy a fehérje-előoxidáció fent leírt mechanizmusa jelentősen megnöveli a prédafehérjék érzékenységét a későbbi proteolízissel szemben. [12] Az emésztés általában körülbelül 10 napot vesz igénybe, majd a csapda elég szélesre nyílik, szélein kinyújtott "ujjakkal", hogy kiszabadítsa a rovar maradványait. Néhány nap múlva a csapda visszatér az aktív félig nyitott állapotba, az „ujjak” leereszkednek és fésűs gátat képeznek. Az emésztetlen maradványok bomlása új áldozatokat vonz. A csapda élettartama során átlagosan legfeljebb tíz rovar esik bele.

Jegyzetek

  1. ↑ A kétszikűek osztályának magasabb taxonként való feltüntetésének feltételéhez az ebben a cikkben ismertetett növénycsoporthoz, lásd a "Kétszikűek" cikk "APG-rendszerek" című részét .
  2. ↑ https://www.youtube.com/watch?v=FBiv6BmHlNo Archiválva : 2021. március 25. a Wayback Machine -nél , 1:31 (videó)
  3. ↑ Lapshin P. Vénusz légycsapda ( Dionaea muscipula ) Archivált 2013. február 25. a Wayback Machine -nél
  4. ↑ Ellison AM , Gotelli NJ Energetics és a húsevő növények evolúciója – Darwin „legcsodálatosabb növényei a világon”.  (angol)  // Journal of experimental botany. - 2009. - 1. évf. 60, sz. 1 . - P. 19-42. doi : 10.1093 / jxb/ern179 . — PMID 19213724 .
  5. ↑ Gibson TC , Waller DM Darwin „legcsodálatosabb” növényének fejlődése: ökológiai lépések a csapda felé.  (angol)  // Az új fitológus. - 2009. - 1. évf. 183. sz. 3 . - P. 575-587. - doi : 10.1111/j.1469-8137.2009.02935.x . — PMID 19573135 .
  6. ↑ Forterre Y. , Skotheim JM , Dumais J. , Mahadevan L. How the Venus flytrap snaps.  (angol)  // Természet. - 2005. - 20. évf. 433. sz. 7024 . - P. 421-425. - doi : 10.1038/nature03185 . — PMID 15674293 .
  7. ↑ Hodick D. , Sievers A. A Dionaea muscipula Ellis akciós potenciálja.  (angol)  // Planta. - 1988. - 1. évf. 174. sz. 1 . - P. 8-18. - doi : 10.1007/BF00394867 . — PMID 24221411 .
  8. ↑ 1 2 Ueda Minoru , Tokunaga Takashi , Okada Masahiro , Nakamura Yoko , Takada Noboru , Suzuki Rie , Kondo Katsuhiko . A Vénusz légycsapda (Dionaea muscipulla Ellis) csapdazáró kémiai tényezői  // ChemBioChem. - 2010. - október 20. ( 11. évf. , 17. sz.). - S. 2378-2383 . — ISSN 1439-4227 . - doi : 10.1002/cbic.201000392 .
  9. ↑ 1 2 Böhm J. , Scherzer S. , Krol E. , Kreuzer I. , von Meyer K. , Lorey C. , Mueller TD , Shabala L. , Monte I. , Solano R. , Al-Rasheid KA , Rennenberg H. . , Shabala S. , Neher E. , Hedrich R. A Vénusz légycsapda Dionaea muscipula a zsákmány által kiváltott cselekvési potenciálokat számolja a nátriumfelvétel indukálásához.  (angol)  // Jelenlegi biológia : CB. - 2016. - Kt. 26. sz. 3 . - P. 286-295. - doi : 10.1016/j.cub.2015.11.057 . — PMID 26804557 .
  10. ↑ Archivált másolat . Hozzáférés dátuma: 2017. július 7. Az eredetiből archiválva : 2011. július 25.
  11. ↑ Bemm F. , Becker D. , Larisch C. , Kreuzer I. , Escalante-Perez M. , Schulze WX , Ankenbrand M. , Van de Weyer AL , Krol E. , Al-Rasheid KA , Mithöfer A. , ​​Weber AP , Schultz J. , Hedrich R. A Vénusz légycsapda húsevő életmódja a növényevők védekezési stratégiáira épít.  (angol)  // Genomkutatás. - 2016. - Kt. 26. sz. 6 . - P. 812-825. - doi : 10.1101/gr.202200.115 . — PMID 27197216 .
  12. ↑ 1 2 3 Galek H. , Osswald WF , Elstner EF Oxidatív fehérjemódosítás mint a húsevő Dionaea muscipula növény preemésztési mechanizmusa: in vitro kísérleteken alapuló hipotézis.  (angol)  // Szabadgyökök biológia és gyógyászat. - 1990. - 1. évf. 9, sz. 5 . - P. 427-434. — PMID 2292436 .
  13. ↑ Hsu YL , Cho CY , Kuo PL , Huang YT , Lin CC A Plumbagin (5-hidroxi-2-metil-1,4-naftokinon) apoptózist és sejtciklus-leállást indukál A549 sejtekben a p53 felhalmozódásán keresztül a c-Jun NH2-terminálison keresztül kináz által közvetített foszforiláció a 15-ös szerinnél in vitro és in vivo.  (angol)  // The Journal of Pharmacology and experimentaltherapys. - 2006. - Vol. 318. sz. 2 . - P. 484-494. doi : 10.1124 / jpet.105.098863 . — PMID 16632641 .

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Taxonómia
Bibliográfiai katalógusokban