plantarum (plantarum) wrote,
plantarum
plantarum

Categories:

ловушка

В уголочке орхидейного окошка у нас стоит аквариум, исполняющий обязанности флорариума. В нём обитают насекомоядные растения. Около него часто можно заметить мальчишек лет восьми-одиннадцати. Взрослые тоже зависают около насекомоядных. Разглядывают внимательно.

Фаворит у всех, без сомнения, один. Венерина мухоловка.



Венерина мухоловка, Dionaea muscipula, семейство росянковые, Droseraceae.
У дионеи очень маленький ареал - субтропические болотца на западном побережье США. На карте, цельнотянутой с Википедии, это место закрашено зелёным цветом.



Грунт на болотах очень беден азотом, и болотным растениям приходится искать другие источники этого элемента. Неплохим источником азота могут служить животные. Вот почему в таких местах часто можно встретить насекомоядные растения.

В местах, богатых азотом, им не выжить. Конкуренты вытеснят. Но наличие в природе такого экзота, как насекомоядные, позволило цветковым растениям заселить ещё одну малопригодную, казалось бы, для жизни область. Так, граждане, работает эволюция. Пусть будет всякое-разное-странное. Возможно, на нашей планетке найдется место, где оно сможет успешно выводить потомство, и жить-поживать биосфере на радость.

Дионея привлекает в первую очередь способностью двигаться. Она захлопывает ловушку с ловкостью, достойной восхищения.



Механизм этого движения, и вообще механизм питания дионеи весьма любопытны. И непонятного там ещё очень и очень много. Но немало интересного мы уже знаем.

Чтобы удачно пообедать дионее нужно решить три задачи.
Привлечь обед. Поймать обед. Переварить обед.
Будем разбираться с этим хозяйством, шаг за шагом.

Привлечь обед.


Картинка отсюда: http://www.flytrapcare.com

Можно, конечно, тихонько расти на болотце, и дожидаться, пока неразумное насекомое использует тебя в качестве посадочной площадки. Но бездейственное ожидание может продлиться слишком долго. У дионеи имеется в арсенале приманочка, которая действует не хуже посадочных огней на аэродроме.


Смотрите. Не самая хорошая получилась фотография, но на ней удачно окрашены зоны листа. Листовая пластинка пурпурная, но у края листа, там, где "зубья", как у расчёски, видна тонкая полоса зеленого цвета. Вот в этом месте у дионеи расположены желёзки, выделяющие капельки нектара, который привлекает насекомых.

Есть у растений такие штуки, которые выделяют сахарный сироп, нектар. Весьма вероятно, что растение через нектар избавляется от избытка углерода, параллельно извлекая бонусы. Например, на сладкое угощение часто прилетают насекомые, и этот факт может дать конкурентные преимущества.

А вот устроены нектарники очень по-разному. Иногда ни за что не догадаешься, что это такое, пока не заметишь сладкую капельку. Значит - это нектарник.

У дионеи желёзки, выделяющие нектар, очень похожи на пищеварительные желёзки, только продукция у них иного свойства.

Ну вот, насекомое прилетело и уселось на поверхность ловушки. Перед мухоловкой стоит следующая задача.

Поймать обед.

Края ловушки, как мы видели, украшены зубчиками. Зубчиков на каждой половине ловушки может быть от 14 до 21.

А вот на самой листовой пластинке, если присмотреться, можно увидеть не зубчики, а длинные тонкие волоски. У нашей дионеи их по три штуки на каждой половинке ловушки.



Называются они триггерными волосками.
Вот как триггерный волосок выглядит при некотором увеличении.


фотография отсюда: http://forums.somethingawful.com/showthread.php?threadid=1868706

Насекомое может безнаказанно ползать по листу, пока не коснется триггерного волоска. В жару, при температуре воздуха выше 35 градусов, ему достаточно задеть один такой волосок. В остальных случаях нужно либо задеть два волоска, либо дважды зацепиться за один. Это нужно проделать в течение примерно двух десятков секунд.

События, происходящие в дионее после того, как насекомое простимулировало триггерные волоски, сравнимы с запуском космической ракеты. Только расстояния и размеры измеряются в нанометрах, а время- в миллисекундах.

За три десятых секунды ловушка закроется на 20%. За следующую одну десятую секунды - на 60%. На закрытие оставшихся 20% уйдет ещё три десятых секунды. В последующие полчаса края ловушки окончательно и герметично закроются.


фотография отсюда: http://www.sears.com

Зубчики на краю листовой пластинки не позволят крупным насекомым выбраться из ловушки. Наоборот, всяческая мелочь, которая отнимет сил на переваривание себя больше, чем принесёт пользы, из ловушки сумеет выбраться до того, как будет запущен механизм переваривания и всасывания. Действительно, для того, чтобы извлечь полезные вещества, сначала необходимо приложить усилия, энергию, и потратить некоторое количество полезных веществ. Схема питания мухоловки отрегулирована так, чтобы все усилия были направлены на извлечения максимальной пользы от пищеварения.

Вернемся к триггерным волоскам. Слово trigger означает - "курок". Это - пусковой механизм. Прикосновение к волоску вызывает раздражение чувствительных клеток, находящихся в его "фундаменте". В ответ на раздражение, чувствительные клетки вырабатывают электрический сигнал. Как нервный импульс у животных. Если на ловушку подавать слабый электрический заряд, она захлопнется и без стимуляции триггерных волосков. Что конкретно происходит после появления электрического сигнала, известно лишь частично. Есть много предположений, много экспериментальных данных, и много непонятного. Суть процесса в том, что в клетки, находящиеся с наружней стороны у ловушки, поступает вода, их объем увеличивается, и ловушка закрывается. Так закрываются двери у некоторых автобусов.

Переварить обед.

Давайте ещё раз посмотрим на внутреннюю сторону ловушки.

Эта фотография с сайта http://www.sciencephoto.com. Такую картинку фотоаппаратом не сделать. Её получают на сканирующем микроскопе. Вы видите длинный черный триггерный волосок и желёзки, окрашенные в красный цвет. При этом в центре листа желёзок много, это - пищеварительные желёзки. А по краю листа красные точки сидят куда реже. Это желёзки, выделяющие нектар.

Venus flytrap leaf, SEM


Раскрашена эта фотография практически вручную. Изначально на экране микроскопа желёзки выглядят вот так:


фотография отсюда: http://www.lifesci.sussex.ac.uk/sem/page11b.htm

А вот, как желёзка выглядит на поперечном срезе.

Venus Flytrap (Dionaea muscipula) leaf gland. LM
фотография отсюда: http://www.corbisimages.com/stock-photo/rights-managed/42-26623994/venus-flytrap-dionaea-muscipula-leaf-gland-lm

Пока лист никого не поймал, желёзки эти ничего не выделяют, но внутри их клеток всё готово к тому, чтобы приступить к производству веществ, необходимых для пищеварения. Как только ловушка захлопывается, они начинают выделять различные пищеварительные ферменты. Но делать они это будут только в том случае, если жертва продолжает шевелиться внутри ловушки. Этот механизм запуска работы желёзок очень важен. Если ловушка захлопнулась случайно, например, иголочка сухая на неё упала, выпуск пищеварительных ферментов не начнётся, и ценные собственные ресурсы дионеи не будут использованы зря. Именно эта стимуляция вызывает сложности в кормлении дионеи дома. Дохлое насекомое она переваривать не будет. Правда, ей удаётся скормить слегка свернувшийся яичный белок, или кусочек обезжиренного творога. Возможно, выделение ферментов тут стимулируют легко доступные питательные вещества. Ну, а если процесс запущен, то дальше пищеварительные ферменты уже выделятся в нужном объёме и переработают всё, что можно переработать.

Те же самые желёзки впитывают продукты пищеварения. Весь процесс занимает до двух недель.

После того, как растение впитало всё, что можно, из своей добычи, ловушка раскрывается. Она может сработать ещё раз, потом, как правило, отмирает.

На закрытие-раскрытие ловушки мухоловка тратит очень много энергии. У неё даже фотосинтез останавливается на это время, и усиливается дыхание. Поэтому случайные открытия-закрытия ловушки для растения не проходят даром. Балуясь с мухоловкой, заставляя её вхолостую захлопывать ловушку, можно её ненароком отправить в страну вечного цветения.

Насекомоядные растения - невероятно интересная штука. В своё время они очаровали Дарвина, и он написал о них книжку, не менее известную, чем "Происхождение видов.." Книжка так и называется, "Insectivorous plants", была издана она впервые в 1875 году. Тринадцатая глава этой книги посвящена дионее.

Вот рисунок из этой главы.



А сама книжка доступна здесь:
http://darwin-online.org.uk/EditorialIntroductions/Freeman_InsectivorousPlants.html

Но самое удивительное, граждане, то, что к насекомоядности способны многие растения. В частичной насекомоядности подозревают некоторые камнеломки и пеларгонии, подмаренник, табак, примулы и петунии. Ну не чудесно ли?
Tags: как это устроено, комнатные растения, насекомоядные
Subscribe

  • Грибы. 4. Ризоктония.

    Паразитический гриб, с которым практически каждый однажды сталкивался когда чистил картофель. Он выглядит как комочки грязи на поверхности клубня.…

  • Грибы. 3. Анаморфа, телеоморфа, голоморфа.

    По части названий микологи дадут фору многим. Оидии и склероции, базидии и конидии, а ещё клейстотеции, апотеции и псевдотеции туды их в качель... И…

  • Грибы. 2. Питание.

    В комментариях к предыдущему посту был поднят вопрос очень интересный и очень важный. Вопрос такой: могут ли растения в дополнение к неорганическим…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 36 comments

  • Грибы. 4. Ризоктония.

    Паразитический гриб, с которым практически каждый однажды сталкивался когда чистил картофель. Он выглядит как комочки грязи на поверхности клубня.…

  • Грибы. 3. Анаморфа, телеоморфа, голоморфа.

    По части названий микологи дадут фору многим. Оидии и склероции, базидии и конидии, а ещё клейстотеции, апотеции и псевдотеции туды их в качель... И…

  • Грибы. 2. Питание.

    В комментариях к предыдущему посту был поднят вопрос очень интересный и очень важный. Вопрос такой: могут ли растения в дополнение к неорганическим…