mucholapka Venuša

Z Wikipédie, voľnej encyklopédie
Prejsť na navigáciu Prejsť na vyhľadávanie
mucholapka Venuša
List mucholapky Venuše
List mucholapky Venuše
Vedecká klasifikácia
stredné hodnosti
doména:
kráľovstvo:
Podkráľovstvo:
Oddelenie:
Objednať:
rodina:
Rod:
Dionaea (Dionaea Sol. Ex J. Ellis , 1768)
Vyhliadka:
mucholapka Venuša
Medzinárodný vedecký názov
Dionaea muscipula J.Ellis , 1768
Oblasť
obrázok
Stav ochrany
Stav iucn2.3 VU ru.svg Уязвимые виды
Zraniteľný druh
IUCN 2.3 Vulnerable : 39636

mucholapka ( lat. Dionaea muscipula) - druh mäsožravých rastlín z monotypového rodu Dionaea čeľade rosičovité (Droseracea). Rastlina v bažinatých oblastiach východného pobrežia Spojených štátov amerických (Severná a Južná Karolína). Mucholapka Venušina chytí svoju korisť (hmyz, pavúkovce) pomocou špecializovaného lapacieho aparátu vytvoreného z okrajových častí listov. Mávanie pasce je iniciované tenkými spúšťacími (citlivými) chĺpkami na povrchu listu. Na zabuchnutie pasce je potrebné mechanicky pôsobiť aspoň na dva vlasy na plachte v intervale maximálne 20 sekúnd. Táto selektivita poskytuje ochranu pred náhodným kolapsom v reakcii na padajúce predmety, ktoré nemajú žiadnu nutričnú hodnotu (dažďové kvapky, úlomky atď.). Navyše, trávenie začína po najmenej piatich stimuláciách citlivých chĺpkov.

názov

Vedecký špecifický názov ( muscipula ) je preložený z latinčiny ako „pasca na myši“, v metaforickom, nie doslovnom význame.

Kvitnúca mucholapka Venuša. Dlhá stopka zabraňuje smrti opeľovačov na listoch
Venuša mucholapka kvetenstvo šupina
Venuša mucholapka kvet
Plody mucholapky Venuše

Druh dostal svoje ruské meno na počesť Venuše - rímskej bohyne lásky a rastlín. Anglický názov formy ( Eng. The Venus flytrap) zodpovedá ruštine.

Biologický popis

Vysokorýchlostné snímanie kolapsu listov po stimulácii citlivých chĺpkov

Mucholapka je malá bylinka s ružicou 4-7 listov, ktoré vyrastajú z krátkej podzemnej stonky . Stonka je baňatá . Listy sú veľké tri až sedem centimetrov, v závislosti od ročného obdobia sa zvyčajne po odkvitnutí vytvoria dlhé pascové listy.

Rastie na rašelinových pôdach chudobných na dusík, ako sú močiare . Nedostatok dusíka je dôvodom vzniku pascí: hmyz slúži ako zdroj dusíka potrebného na syntézu bielkovín . Je veľmi náladový pre pôdu, v prípade zmeny zloženia kyselín (napríklad v dôsledku vniknutia semien stromov s následným rozkladom) alebo vysychania z pôdy môže rýchlo zomrieť. Mucholapka Venušina je jednou z mála rastlín, ktoré sa dokážu rýchlo pohybovať.

V prírode sa živí hmyzom , občas sa vyskytujú aj mäkkýše (slimáky) [2] . Rastie vo vlhkom miernom podnebí na atlantickom pobreží Spojených štátov amerických ( štáty Florida , Severná a Južná Karolína , New Jersey ). Je to druh pestovaný v okrasnom záhradníctve. Môže sa pestovať ako izbová plodina, avšak normálny vývoj rastliny je v tomto prípade náročný z dôvodu veľmi vysokej vlhkosti a nízkej teploty, ktorú potrebuje v zime [3] .

Pasca je tvorená okrajmi listu.

Predátorstvo

Selektivita obetí

Podľa moderných údajov je "strava" mucholapky približne nasledovná: 33 % mravcov , 30 % pavúkov , 10 % chrobákov a 10 % kobyliek a menej ako 5 % lietajúceho hmyzu [4] . Predpokladá sa, že Dionaea sa vyvinula zo spoločného predka s členmi rodu Drosera (mäsožravé rastliny, ktoré používajú lepkavé chĺpky namiesto slamovej pasce). Dôvod divergencie sa predpokladá nasledovne: zástupcovia rodu Drosera sa špecializovali na absorbovanie malého lietajúceho hmyzu, zatiaľ čo predkovia rodu Dionaea začali požierať väčší lezúci hmyz. Výsledkom bolo, že Dionaea bola schopná extrahovať viac chýbajúcich minerálnych prvkov z väčšej koristi, čo poskytlo Dionaea evolučnú výhodu oproti formám predkov, ktoré používali lepkavé zachytávacie zariadenia [5] .

Búchací mechanizmus pasce

Mucholapka Venušina patrí do malej skupiny vyšších rastlín schopných rýchlych pohybov spolu s takými druhmi, ako sú: mimóza hanblivá ( Mimosa pudica ), Codariocalyx motorius , rosička (rod Drosera ) a pemfigus (rod Utricularia ).

Mechanizmus kolapsu listu závisí od komplexnej interakcie medzi jeho elasticitou , turgorom a rastom. Pasca sa zrúti po dvoch po sebe nasledujúcich stimuláciách citlivých chĺpkov (s malým intervalom medzi nimi); tým sa zabráni falošnému spusteniu pasce pri poklese vody a vniknutí nečistôt. V otvorenom stave sú laloky pasce konvexné (ohnuté smerom von); po uzavretí sú laloky ohnuté a vytvárajú vo vnútri dutinu, ktorej výstup je uzavretý chĺpkami.

Podobný mechanizmus je opísaný ako bistabilný systém s rýchlym prepínaním, [6], avšak v súčasnosti nie je podrobný mechanizmus kolapsu pasce úplne objasnený. Pri mechanickej stimulácii citlivých chĺpkov vzniká akčný potenciál (významnú úlohu v tomto procese zohrávajú ióny vápnika). Akčný potenciál sa potom šíri cez laloky pasce a stimuluje bunky lalokov a stredného rebra medzi lalokmi. [7] Predpokladá sa, že mucholapka má prah koncentrácie iónov, ktorý je prekonaný a umožňuje pasci reagovať na stimuláciu. [8] Po uzavretí venuše mucholapka „napočíta“ ďalšie dráždivé podnety až päť, po ktorých začne vylučovať tráviace enzýmy. [9] Podľa teórie kyslého rastu jednotlivé bunky vo vonkajšej vrstve lalokov a stredného rebra rýchlo exportujú H + (hydroniové katióny) z cytoplazmy do priestoru bunkových stien ( apoplast ), čo vedie k acidifikácii apoplastu (pH pokles) a oslabenie polysacharidovej siete, čo potom vedie k opuchu počas osmózy . Miestny opuch vedie k predĺženiu a pretvoreniu lalokov pasce. Podľa alternatívnej hypotézy môžu bunky v strednej vrstve pasce a lalokov strednej žily v dôsledku akčného potenciálu vylučovať iné ióny, čo umožňuje, aby sa voda pohybovala von z buniek (podľa zákona osmózy). V dôsledku toho sa bunky zrútia a tvar pasce sa zmení. Napriek tomu sa navrhované mechanizmy navzájom nevylučujú a môžu fungovať súčasne. Existuje množstvo experimentálnych údajov potvrdzujúcich možnosť fungovania oboch mechanizmov. [9] [10]

Trávenie

Ak sa korisť nedokáže oslobodiť, pokračuje v stimulácii vnútorného povrchu listových lalokov, čo spôsobuje rast buniek. Okraje listov sa nakoniec zblížia, úplne zakryjú pascu a vytvoria „žalúdok“, v ktorom prebieha proces trávenia. Sekréciu tráviacich enzýmov riadi kyselina jazmónová. Je zaujímavé, že tento hormón tiež iniciuje tvorbu toxických sekundárnych metabolitov na ochranu pred bylinožravcami v rastlinách neschopných predácie. [8] [11]

Trávenie je katalyzované enzýmami , hydrolázami, ktoré sú vylučované žľazami v lopatkách. Predpokladá sa, že k oxidačným modifikáciám proteínov dochádza pred začiatkom enzymatického štiepenia. Vodný extrakt z listov obsahuje množstvo chinónov, napríklad naftochinón plumbagin, ktorý spolu s množstvom NADH-dependentných dehydrogenáz produkuje pri autooxidácii superoxid a peroxid vodíka. [12] Takéto oxidačné modifikácie môžu poškodiť membrány živočíšnych buniek. Je známe, že Plumbagín indukuje apoptózu spojenú s rodinou proteínov Bcl-2. [13] Keď sa extrakt mucholapky predinkubuje s NADH a NADH dehydrogenázami v prítomnosti sérového albumínu; následné trypsínové štiepenie albumínu sa urýchlilo. [12] Napriek tomu, že tajomstvo žliaz mucholapky obsahuje proteázy a možno aj iné enzýmy, ktoré zabezpečujú degradáciu biopolymérov; Pravdepodobne vyššie popísaný mechanizmus predbežnej oxidácie proteínov výrazne zvyšuje citlivosť proteínov koristi na následnú proteolýzu. [12] Vo všeobecnosti trvá trávenie asi 10 dní, po ktorých sa pasca otvorí dostatočne široko s rozšírenými „prstami“ na okrajoch, aby sa zbavili zvyškov hmyzu. Po niekoľkých dňoch sa pasca vráti do aktívneho polootvoreného stavu, „prsty“ idú dole a tvoria hrebeňovú bariéru. Rozklad nestrávených zvyškov láka nové obete. Počas životnosti pasce do nej padne v priemere až desať hmyzu.

Poznámky (upraviť)

  1. Konvenčné označovanie triedy dvojklíčnolistových rastlín ako nadradeného taxónu pre skupinu rastlín opísanú v tomto článku nájdete v časti „Systémy APG“ v článku „Dvojklíčnolistové rastliny .
  2. https://www.youtube.com/watch?v=FBiv6BmHlNo , 1:31 (video)
  3. mucholapka Lapshin P. Venus ( Dionaea muscipula ) [ neautorizovaný zdroj? ]
  4. Ellison AM , Gotelli NJ Energetika a evolúcia mäsožravých rastlín – Darwinove „najúžasnejšie rastliny na svete“. (anglicky) // Journal of experimental botaniky. - 2009. - Zv. 60, č. 1 . - S. 19-42. - doi : 10.1093 / jxb / ern179 . - PMID 19213724 . [ opraviť ]
  5. Gibson TC , Waller DM Vývoj Darwinovej „najúžasnejšej“ rastliny: ekologické kroky k lapaču. (anglicky) // The New phytologist. - 2009. - Zv. 183, č. 3 . - S. 575-587. - doi : 10.1111 / j.1469-8137.2009.02935.x . - PMID 19573135 . [ opraviť ]
  6. Forterre Y., JM Skotheim, J. Dumais, Mahadevan L. Ako praskne mucholapka Venuša. (anglicky) // Nature. - 2005. - Zv. 433, č. 7024 . - S. 421-425. - doi : 10.1038 / nature03185 . - PMID 15674293 . [ opraviť ]
  7. Hodick D. , Sievers A. Akčný potenciál Dionaea muscipula Ellis. (anglicky) // Planta. - 1988. - Sv. 174, č. 1 . - S. 8-18. - doi : 10.1007 / BF00394867 . - PMID 24221411 . [ opraviť ]
  8. 1 2 Ueda Minoru , Tokunaga Takashi , Okada Masahiro , Nakamura Yoko , Takada Noboru , Suzuki Rie , Kondo Katsuhiko. Chemické faktory mucholapky Venuše (Dionaea muscipulla Ellis) // ChemBioChem. - 2010. - 20. október ( v. 11 , č. 17 ). - S. 2378-2383 . - ISSN 1439-4227 . - doi : 10.1002 / cbic.201000392 . [ opraviť ]
  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. Mucholapka Venus Dionaea muscipula počíta akčné potenciály vyvolané korisťou na vyvolanie príjmu sodíka. (anglicky) // Aktuálna biológia: CB. - 2016. - Zv. 26, č. 3 . - S. 286-295. - doi : 10.1016 / j.cub.2015.11.057 . - PMID 26804557 . [ opraviť ]
  10. http://carnivorousplants.org/cpn/articles/ICPS2002confp77_81.pdf
  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. mucholapka Venuša mäsožravý životný štýl stavia na obranných stratégiách bylinožravcov. (anglicky) // Výskum genómu. - 2016. - Zv. 26, č. 6 . - S. 812-825. - doi : 10.1101 / gr.202200.115 . - PMID 27197216 . [ opraviť ]
  12. 1 2 3 Galek H. , Osswald WF , Elstner EF Oxidačná modifikácia proteínov ako predtráviaci mechanizmus mäsožravej rastliny Dionaea muscipula: hypotéza založená na experimentoch in vitro. (angl.) // Biológia a medicína voľných radikálov. - 1990. - Sv. 9, č. 5 . - S. 427-434. - PMID 2292436 . [ opraviť ]
  13. Hsu YL , Cho CY , Kuo PL , Huang YT , Lin CC Plumbagin (5-hydroxy-2-metyl-1,4-naftochinón) indukuje apoptózu a zastavenie bunkového cyklu v bunkách A549 prostredníctvom akumulácie p53 cez c-Jun NH2-terminál kinázou sprostredkovaná fosforylácia serínu 15 in vitro a in vivo. (anglicky) // The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. - 2006. - Zv. 318, č. 2 . - S. 484-494. - doi : 10.1124 / jpet.105.098863 . - PMID 16632641 . [ opraviť ]

Literatúra

Odkazy