Kärpäsloukku

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 14.6.2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 4 muokkausta .
kärpäsloukku

Venuksen kärpäsloukun lehti
tieteellinen luokittelu
Verkkotunnus:eukaryootitKuningaskunta:KasvejaAlavaltakunta:vihreitä kasvejaOsasto:KukintaLuokka:Kaksikko [1]Tilaus:neilikoitaPerhe:RosjankovyeSuku:Dionea ( Dionaea Sol. ex J. Ellis , 1768 )Näytä:kärpäsloukku
Kansainvälinen tieteellinen nimi
Dionaea muscipula J.Ellis , 1768
alueella
suojelun tila
Tila iucn2.3 VU ru.svgHaavoittuvat lajit
IUCN 2.3 Haavoittuva :  39636

Venus - kärpäsloukku ( lat.  Dionaea muscipula ) on lihansyöjäkasvilaji Rosyankovye - heimon ( Droseracea ) Dionea-suvusta. Istuta suoalueita Amerikan yhdysvaltojen itärannikolle (Pohjois- ja Etelä-Carolina). Venus-kärpäsloukku vangitsee uhrinsa (hyönteiset, hämähäkit) lehtien reunaosista muodostetun erikoisen pyyntilaitteen avulla. Loukun sulkeutumisen käynnistävät lehtien pinnalla olevat hienot laukaisinkarvat. Pysäytyslaitteen lyömiseksi on välttämätöntä kohdistaa mekaaninen isku vähintään kahteen arkin karvaan enintään 20 sekunnin välein. Tämä selektiivisyys tarjoaa suojan vahingossa tapahtuvalta iskuilta putoaville esineille, joilla ei ole ravintoarvoa (sadepisarat, roskat jne.). Lisäksi ruoansulatus alkaa vähintään viiden herkän karvan stimulaation jälkeen.

Otsikko

Tieteellinen lajinimi ( muscipula ) on latinaa ja tarkoittaa "hiirenloukkua" pikemminkin metaforisessa kuin kirjaimellisessa merkityksessä.

Laji sai venäläisen nimensä Venuksen  , roomalaisen rakkauden ja kasvien jumalattaren, kunniaksi. Lajin englanninkielinen nimi ( englanninkielinen  Venus flytrap ) vastaa venäläistä.

Biologinen kuvaus

Venus-kärpäsloukku on pieni ruohokasvi , jossa on 4-7 lehteä, jotka kasvavat lyhyestä maanalaisesta varresta . Varsi on sipulimainen . Lehdet vaihtelevat kooltaan kolmesta seitsemään senttimetriin, vuodenajasta riippuen, pitkät ansalehdet muodostuvat yleensä kukinnan jälkeen .

Kasvaa typpiköyhillä turvemailla , kuten soilla . Typen puute on syy ansojen ilmestymiseen: hyönteiset toimivat proteiinisynteesiin tarvittavan typen lähteenä . Se on erittäin oikukas maaperälle, jos hapan koostumus muuttuu (esimerkiksi puiden siementen sisäänpääsyn vuoksi, jota seuraa hajoaminen) tai maaperän kuivumisen vuoksi, se voi kuolla nopeasti. Venus-perholoukku on yksi harvoista kasveista, jotka pystyvät liikkumaan nopeasti.

Luonnossa se ruokkii hyönteisiä , joskus nilviäisiä (etanoita) voi tavata [2] . Se kasvaa kosteassa lauhkeassa ilmastossa USA :n Atlantin rannikolla ( Floridan osavaltiot , Pohjois- ja Etelä-Carolina , New Jersey ). Se on koristekasveissa viljelty laji. Sitä voidaan kasvattaa sisäkasvina, mutta kasvin normaali kehitys on tässä tapauksessa vaikeaa sen tarvitseman erittäin korkean kosteuden ja talven alhaisen lämpötilan vuoksi [3] .

Loukku on muodostettu arkin reunoista.

Predation

Saaliin selektiivisyys

Nykyaikaisten tietojen mukaan Venus-perholoukun "ruokavalio" on suunnilleen seuraava: 33 % muurahaisia , 30 % hämähäkkejä , 10 % kovakuoriaisia ​​ja 10 % heinäsirkkoja ja alle 5 % lentäviä hyönteisiä [4] . Dionaean oletetaan syntyneen evoluution aikana yhteisestä esi-isästä Drosera -suvun edustajien kanssa (lihansyöjäkasvit, jotka käyttävät tahmeita karvoja iskevän ansan sijaan). Eron syyksi ehdotetaan seuraavaa: Drosera -suvun edustajat erikoistuivat pienten lentävien hyönteisten syömiseen, kun taas Dionaea-suvun esi-isät alkoivat syödä suurempia ryömiviä hyönteisiä . Tuloksena Dionaea pystyi erottamaan enemmän puuttuvia mineraaleja suuremmasta saaliista, mikä antoi Dionaealle evoluutioedun verrattuna esi-isien muotoihin, jotka käyttivät tahmeita ansoja [5] .

Loukun sulkemismekanismi

Venus-kärpäsloukku kuuluu pieneen ryhmään korkeampia kasveja, jotka kykenevät liikkumaan nopeasti, kuten: ujo mimosa ( Mimosa pudica ), Codariocalyx motorius , auringonkaste (suku Drosera ) ja pemphigus (suku Utricularia ).

Lehtien iskeytymismekanismi riippuu monimutkaisesta vuorovaikutuksesta sen elastisuuden , turgorin ja kasvun välillä. Loukun napsahtaminen tapahtuu kahden peräkkäisen herkkien karvojen stimulaation jälkeen (pienen välin välissä); Näin vältetään ansan väärä laukeaminen, kun vesipisaroita tai roskia tulee sisään. Avoimessa tilassa ansan lohkot ovat kuperia (kaarevat ulospäin), sulkemisen jälkeen lohkot taivutetaan muodostaen sisälle ontelon, jonka ulostulo suljetaan hiuksilla.

Tällaista mekanismia kuvataan bistabiiliksi järjestelmäksi, jossa on nopea kytkentä, [6] mutta tällä hetkellä trap-slammingin yksityiskohtaista mekanismia ei täysin ymmärretä. Herkkien hiusten mekaaninen ärsytys synnyttää toimintapotentiaalia (kalsiumioneilla on merkittävä rooli tässä prosessissa). Tämän jälkeen toimintapotentiaali etenee ansan lohkojen läpi ja stimuloi lohkojen soluja ja lohkojen välistä keskiribaa. [7] Oletetaan, että Venuksen kärpäsloukussa on ionipitoisuuden kynnys, jonka ylittäminen antaa ansan reagoida stimulaatioon. [8] Sulkemisen jälkeen Venus-kärpäsloukku "laskee" ylimääräisiä hiuksia ärsyttäviä ärsykkeitä viiteen asti, minkä jälkeen se alkaa erittää ruoansulatusentsyymejä. [9] Happokasvuteorian mukaan yksittäiset solut lohkojen ulkokerroksessa ja keskiriba vievät nopeasti H+:aa (hydroksoniumkationeja) sytoplasmasta soluseinätilaan ( apoplast ), mikä johtaa apoplastin happamoittumiseen (pH-pudotus). ja polysakkaridiverkoston heikkeneminen, mikä sitten johtaa turvotukseen osmoosin aikana . Paikallinen turvotus johtaa ansan lohkojen venymiseen ja muodonmuutokseen. Vaihtoehtoisen hypoteesin mukaan ansan lohkojen keskikerroksen solut ja keskiriba voivat toimintapotentiaalin seurauksena erittää muita ioneja, jolloin vesi pääsee poistumaan soluista sen jälkeen (osmoosilain mukaan). ). Tämän seurauksena solut romahtavat ja ansan muoto muuttuu. Ehdotetut mekanismit eivät kuitenkaan sulje toisiaan pois ja voivat toimia samanaikaisesti. On olemassa useita kokeellisia tietoja, jotka vahvistavat molempien mekanismien toiminnan mahdollisuuden. [9] [10]

Ruoansulatus

Jos saalis ei pystynyt vapauttamaan itseään, se jatkaa lehtilohkojen sisäpinnan stimuloimista aiheuttaen solujen kasvua. Lopulta arkkien reunat sulkeutuvat sulkeen ansan kokonaan ja muodostaen "vatsan", jossa sulatusprosessi tapahtuu. Ruoansulatusentsyymien eritystä säätelee jasmonihappo. Tämä hormoni käynnistää myös myrkyllisten sekundaaristen aineenvaihduntatuotteiden muodostumisen suojaamaan kasvinsyöjiä muissa kuin saalistuskasveissa. [8] [11]

Ruoansulatusta katalysoivat entsyymit , hydrolaasit, joita erittävät lohkoissa olevat rauhaset. Oletetaan, että proteiinien oksidatiivisia modifikaatioita tapahtuu ennen entsymaattisen digestion alkamista. Lehtien vesiuute sisältää useita kinoneja, kuten naftokinoni plumbagiinia, joka yhdessä useiden NADH-riippuvaisten dehydrogenaasien kanssa tuottaa superoksidia ja vetyperoksidia itsehapetuksen aikana . [12] Tällaiset oksidatiiviset modifikaatiot voivat johtaa eläinten solukalvojen vaurioitumiseen. Plumbagiinin tiedetään indusoivan Bcl-2-proteiiniperheeseen liittyvää apoptoosia. [13] Venus flytrap -uutteen esi-inkubointi NADH- ja NADH-dehydrogenaasien kanssa seerumin albumiinin läsnä ollessa; myöhempi albumiinin pilkkominen trypsiinillä nopeutui. [12] Huolimatta siitä, että Venus-kärpäsenloukun rauhasten eritys sisältää proteaaseja ja mahdollisesti muita entsyymejä, jotka varmistavat biopolymeerien hajoamisen; on todennäköistä, että edellä kuvattu proteiinien esihapetuksen mekanismi lisää merkittävästi saalisproteiinien herkkyyttä myöhemmälle proteolyysille. [12] Ruoansulatus kestää yleensä noin 10 päivää, minkä jälkeen ansa aukeaa riittävän leveäksi ja reunoilla olevat "sormet" vapauttavat hyönteisen jäännökset. Muutaman päivän kuluttua ansa palaa aktiiviseen puoliavoin tilaan, "sormet" laskeutuvat ja muodostavat kampaesteen. Sulamattomien jäänteiden hajoaminen houkuttelee uusia uhreja. Ansan elinkaaren aikana siihen putoaa keskimäärin jopa kymmenen hyönteistä.

Muistiinpanot

  1. ↑ Katso kaksisirkkaisten luokan ilmoittamisen ehto tässä artikkelissa kuvatun kasviryhmän korkeammaksi taksoniksi artikkelin "Kaksisirkkaiset" osiosta "APG-järjestelmät" .
  2. ↑ https://www.youtube.com/watch?v=FBiv6BmHlNo Arkistoitu 25. maaliskuuta 2021 Wayback Machinessa , 1:31 (video)
  3. ↑ Lapshin P. Venus perholoukku ( Dionaea muscipula ) Arkistoitu 25. helmikuuta 2013 Wayback Machinessa
  4. ↑ Ellison AM , Gotelli NJ Energetics ja lihansyöjäkasvien kehitys – Darwinin "maailman upeimmat kasvit".  (Englanti)  // Kokeellisen kasvitieteen lehti. - 2009. - Vol. 60, ei. 1 . - s. 19-42. doi : 10.1093 / jxb/ern179 . — PMID 19213724 .
  5. ↑ Gibson TC , Waller DM Kehittyy Darwinin "ihanin" kasvi: ekologiset askeleet ansaan.  (englanniksi)  // Uusi fytologi. - 2009. - Vol. 183, nro. 3 . - s. 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.  (englanniksi)  // Luonto. - 2005. - Voi. 433, nro 7024 . - s. 421-425. - doi : 10.1038/luonto03185 . — PMID 15674293 .
  7. ↑ Hodick D. , Sievers A. Dionaea muscipula Ellisin toimintapotentiaali.  (englanniksi)  // Planta. - 1988. - Voi. 174, nro 1 . - s. 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 . Venuksen kärpäsloukun ansaa sulkevat kemialliset tekijät (Dionaea muscipulla Ellis)  // ChemBioChem. - 2010. - 20. lokakuuta ( osa 11 , nro 17 ). - 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. Venus Flytrap Dionaea muscipula laskee saalis-indusoitua toimintapotentiaalia indusoida natriumin imeytymistä.  (englanti)  // Nykyinen biologia : CB. - 2016. - Vol. 26, nro. 3 . - s. 286-295. - doi : 10.1016/j.cub.2015.11.057 . — PMID 26804557 .
  10. ↑ Arkistoitu kopio . Käyttöpäivä: 7. heinäkuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 25. heinäkuuta 2011.
  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. Venus-kärpäsloukun lihansyöjien elämäntapa perustuu kasvinsyöjien puolustusstrategioihin.  (englanniksi)  // Genomitutkimus. - 2016. - Vol. 26, nro. 6 . - s. 812-825. - doi : 10.1101/gr.202200.115 . — PMID 27197216 .
  12. ↑ 1 2 3 Galek H. , Osswald WF , Elstner EF Oksidatiivinen proteiinimuunnos lihansyöjäkasvin Dionaea muscipula -kasvin ruuansulatusta edistävänä mekanismina: hypoteesi, joka perustuu in vitro -kokeisiin.  (englanti)  // Vapaa radikaali biologia ja lääketiede. - 1990. - Voi. 9, ei. 5 . - s. 427-434. — PMID 2292436 .
  13. ↑ Hsu YL , Cho CY , Kuo PL , Huang YT , Lin CC Plumbagin (5-hydroksi-2-metyyli-1,4-naftokinoni) indusoi apoptoosia ja solusyklin pysähtymistä A549-soluissa p53:n kertymisen kautta c-Jun NH2-terminaalin kautta kinaasivälitteinen fosforylaatio seriinissä 15 in vitro ja in vivo.  (Englanti)  // The Journal of Pharmacology and experimentaltherapys. - 2006. - Voi. 318, nro 2 . - s. 484-494. doi : 10.1124 / jpet.105.098863 . — PMID 16632641 .

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Taksonomia
Bibliografisissa luetteloissa