Dionaea muscipula, popularnie znana jako muchołówka Wenus, to mięsożerna roślina, która łapie swoje ofiary za pomocą zmodyfikowanych liści. Mechanizm działania obejmuje szybki ruch liścia, gdy mała ofiara wejdzie z nim w kontakt. Liść natychmiast się zamyka, aby umożliwić późniejszy proces trawienia. Liść muchołówki Wenus składa się z wrażliwych na dotyk włosów lub włosów spustowych, które pomagają w sygnalizacji pułapkowania poprzez aktywowany sodem potencjał czynnościowy.

kilka małych muchołówek w doniczkach
Źródło obrazu: Unsplash przez Dmitry Makarov.

Potencjał czynnościowy jest środkiem sygnalizacji komórkowej, który ma miejsce, gdy dodatnio naładowane jony dostają się do komórek, powodując gwałtowną zmianę środowiska elektrycznego w błonie komórkowej w celu osiągnięcia granicy progowej. To z kolei wysyła sygnały elektryczne do drugiej komórki w celu uzyskania aktywnej odpowiedzi.

Sygnał jest tak szybki, że pozwala na złapanie ofiary w ciągu kilku sekund.

Ofiara jest trawiona przez enzymy uwalniane przez gruczoły znajdujące się na wyściółce liścia. Wymagane składniki odżywcze są wchłaniane przez roślinę w celu kontynuowania działania.

Powód, obserwacja i eksperymenty:

Podobnie jak ludzki mózg odpowiedzialny za zmiany napięcia w poszczególnych regionach pojawiające się jako aktywność elektryczna w postaci potencjałów czynnościowych, które przemieszczają się przez komórki nerwowe. Aktywność tę można ocenić za pomocą technik takich jak magnetoencefalografia, elektroencefalografia i rezonans magnetyczny w celu analizy potencjalnych zaburzeń i ich diagnozy.

Grupa interdyscyplinarnych badaczy wykazała unikalną aktywność magnetyczną muchołówki wenusjańskiej w połączeniu z jej sygnalizacją elektryczną w podobny sposób jak u ludzi.

Mechanizm pułapek na muchy Venus również opiera się na potencjale czynnościowym, który skutkuje sygnałami elektrycznymi w systemie.

Zaciskarka do przewodów, cząsteczkowe urządzenie IOT, magnetyczny kontaktron, laptop i przewody połączeniowe na początku projektu związanego z Internetem rzeczy
Źródło obrazu: Unsplash przez Clint Patterson

Potencjał czynnościowy muchołówki sromotnikowej może być wywołany przez ciepło, zimno, zawartość wody i inne czynniki mechaniczne lub środowiskowe. Naukowcy wykorzystali ciepło do wywołania potencjału czynnościowego w celu pomiaru pola magnetycznego, ponieważ zauważyli, że temperatura wpływa na amplitudę potencjału czynnościowego.

Wykorzystali oni magnetometry atomowe do pomiaru biomagnetyzmu związanego z aktywnością elektryczną. Czujnikami były szklane komórki wypełnione oparami atomów alkalicznych, które reagowały na zmiany aktywności biomagnetycznej.

Magnetometry wymagają środowiska ekranowanego magnetycznie w celu przeprowadzenia pomiaru. Jest to krok zapobiegawczy w celu zmierzenia aktywności magnetycznej rośliny wielokomórkowej. Narzędzie to jest bardzo skuteczne i preferowane w stosunku do nadprzewodzących magnetometrów z interfejsem kwantowym (SQID), ponieważ można je zminiaturyzować w celu uzyskania optymalnej rozdzielczości przestrzennej pomiaru danych.

Zarejestrowany przez naukowców sygnał magnetyczny muchołówki wenusjańskiej miał amplitudę około 0,5 pikotesli, co jest znacznie słabsze niż ziemskie pole magnetyczne.

Może to świadczyć o przydatności aktywności biomagnetycznej, która może pomóc w nieinwazyjnej technice wykrywania stresu.

Ulepszanie upraw jest ostatecznym celem naprawy skutków spowodowanych czynnikami środowiskowymi, takimi jak zmiany temperatury, działanie chemiczne, a także atak roślinożerców lub owadów poprzez wykrywanie elektromagnetycznego sprzężenia zwrotnego. Wyrazy uznania dla zespołu za odkrycie molekularnych podstaw biomagnetyzmu w roślinach.

Aby dowiedzieć się więcej o ich badaniach, zapoznaj się z odnośnikiem podanym poniżej, a aby przeczytać więcej o potencjale czynnościowym, kliknij tutaj.

Fabricant, A., Iwata, G.Z., Scherzer, S. i in. Potencjały czynnościowe indukują pola biomagnetyczne u mięsożernych muchołówek. Sci Rep 11, 1438 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-81114-w

logo-subskrybuj

Zapisz się do naszego newslettera

Ekskluzywne, wysokiej jakości treści na temat skutecznych efektów wizualnych
komunikacja w nauce.

- Ekskluzywny przewodnik
- Wskazówki dotyczące projektowania
- Wiadomości naukowe i trendy
- Samouczki i szablony