Magnetická revoluce: Akční potenciál Venušiny pasti

Dionaea muscipula, známá jako mucholapka venušina, je masožravá rostlina, která svou kořist chytá do pasti pomocí upravených listů. Mechanismus účinku spočívá v rychlém pohybu listu, když se s ním malá kořist dostane do kontaktu. Okamžitě se uzavře pro pozdější proces trávení. List mucholapky Venušiny se skládá z chloupků citlivých na dotek neboli spouštěcích chloupků, které pomáhají při signalizaci pro lapení prostřednictvím sodíkem aktivovaného akčního potenciálu.

několik malých mucholapek v květináčích — Zdroj obrázku: Unsplash podle Dmitrij Makarov.

Akční potenciál je způsob buněčné signalizace, která probíhá tak, že kladně nabité ionty vstupují do buněk a způsobují rychlou změnu elektrického prostředí v buněčné membráně, aby dosáhly prahové hranice. To následně vysílá elektrické signály do druhé buňky, která aktivně reaguje.

Signál je tak rychlý, že kořist uvězní během několika sekund.

Kořist je trávena enzymy uvolňovanými žlázami na výstelce listu. Potřebné živiny rostlina vstřebává, aby mohla pokračovat v činnosti.

Důvodem je pozorování a experimentování:

Stejně jako lidský mozek zodpovídá za změny napětí v určitých oblastech, které se objevují jako elektrická aktivita v podobě akčních potenciálů, které procházejí nervovými buňkami. Tyto aktivity lze odhadovat pomocí technik, jako je magnetoencefalografie, elektroencefalografie a magnetická rezonance, a analyzovat tak případné poruchy a jejich diagnostiku.

Skupina mezioborových výzkumníků prokázala unikátní magnetickou aktivitu mucholapky venušině ve spojení s její elektrickou signalizací podobně jako u lidí.

Mechanismus Venušiny pasti je rovněž založen na akčním potenciálu, který vede k elektrickým signálům v systému.

Krimpovací kleště, částicové zařízení IOT, magnetický jazýčkový spínač, notebook a propojovací vodiče na začátku projektu připojeného k internetu věcí — Zdroj obrázku: Unsplash podle Clint Patterson

Akční potenciál Venušiných mušek může být spuštěn teplem, chladem, obsahem vody a dalšími mechanickými nebo environmentálními faktory. Vědci použili teplo k vyvolání akčního potenciálu pro měření magnetického pole, protože si všimli, že teplota ovlivňuje amplitudu akčního potenciálu.

K měření biomagnetismu spojeného s elektrickou aktivitou použili atomové magnetometry. Jako senzory byly použity skleněné buňky naplněné parami alkalických atomů, které reagovaly na změny biomagnetické aktivity.

Magnetometry vyžadují k měření magneticky stíněné prostředí. Jedná se o preventivní krok, aby bylo možné měřit pouze magnetickou aktivitu mnohobuněčné rostliny. Tento nástroj je velmi účinný a upřednostňovaný před magnetometry se supravodivým kvantovým rozhraním (SQID), protože je lze miniaturizovat pro optimální prostorové rozlišení při měření dat.

Vědci zaznamenali magnetický signál Venušiny pasti o amplitudě 0,5 pikotesla, což je mnohem slabší než magnetické pole Země.

Z toho lze usuzovat na užitečnost biomagnetické aktivity, která by mohla pomoci v neinvazivní technice detekce stresu.

Zlepšení plodin je konečným cílem pro odstranění účinků způsobených faktory prostředí, jako jsou změny teploty, chemické působení a také napadení býložravci nebo hmyzem, pomocí detekce elektromagnetické zpětné vazby. Pochvala týmu za objevení molekulárního základu biomagnetismu v rostlinách.

Chcete-li se dozvědět více o jejich výzkumu, podívejte se na níže uvedený odkaz a více informací o akčním potenciálu, klikněte na odkaz. zde.

Fabricant, A., Iwata, G.Z., Scherzer, S. a další. Akční potenciály indukují biomagnetická pole u masožravých rostlin Venušiných mucholapek. Sci Rep 11, 1438 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-81114-w

Magnetická revoluce: Akční potenciál Venušiny pasti

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru