Le piège à mouches Venus est une plante extrêmement intéressante. Il capture ses victimes (petits insectes, arachnides, etc.) à l'aide de feuilles modifiées. Il y a des poils spéciaux sur leur surface qui réagissent si quelque chose frappe la surface de la feuille. Les bords des feuilles s'enroulent rapidement et la victime est piégée, ce qui transforme progressivement la petite créature en nourriture pour la plante.
Le moucherolle a besoin de nourriture animale pour reconstituer les réserves d'azote - il apparaît généralement dans les régions avec des marais, dont le sol est pauvre en azote. Mais comment une plante, qui n'a ni muscles ni système nerveux, peut non seulement capturer quelque chose, mais aussi «se souvenir» qu'il y a une victime à l'intérieur de la feuille, et que cela ne vaut pas la peine de la dérouler?
Comment fonctionne le mécanisme de capture
Il y a quelques mois, les résultats d'une étude sur le mécanisme de capture des victimes par les plantes ont été publiés par des biologistes de l'Université de Würzburg. Il s'est avéré que la plante «sait compter». Le fait est que le plus souvent, la feuille sur laquelle quelque chose est apparu ne se déclenche qu'après la deuxième touche. Le fait est que le piège à mouches de Vénus consacre beaucoup de ressources à la flexion à grande vitesse de la feuille, il est donc interdit de dépenser de l'énergie pour répondre au vent, à la poussière, aux cailloux, etc., concernant les poils sensibles.
Le piège à mouches de Vénus attend le deuxième contact, mais seulement ensuite serre la feuille. Le mécanisme fonctionne le plus efficacement lorsque l'insecte touche les poils situés sur les bords de la feuille, puis apparaît au centre. Selon les scientifiques, les poils ont un effet cumulatif.
Les poils sensoriels sont capables de percevoir une force même de 0,05 millinewtons. Le temps de réponse du piège dépend de la force du toucher et de la direction de l'application de la force.
Dans la toge, le moucherolle est capable d'attraper non seulement des insectes lents et des arthropodes - coléoptères, chenilles, poux des bois, mais aussi rapide, capable de s'envoler - mouches et moustiques. De plus, plus la plante a faim, plus le mécanisme de compression des feuilles réagit rapidement.
Et ce n'est pas tout
La feuille piège ne se ferme pas complètement immédiatement et ne commence pas à produire des enzymes digestives. Pour démarrer ce processus, cinq incitations sont nécessaires. Les scientifiques allemands pensent que ce comportement peut être comparé à une analyse rudimentaire des coûts et des résultats possibles. Plus il y a d'incitations, plus il y a de chances qu'il y ait plus de production, ce qui en vaut vraiment la peine. Si «l'analyse» montre que la victime ne vaut pas l'énergie et les enzymes qui y sont dépensées, l'insecte ou le caillou est jeté par la feuille après 12 heures.
Tout irait bien, mais la question se pose: comment exactement un moucherolle peut-il compter? Ce serait bien si la feuille s'effondrait après seulement 1 touche. Mais il le fait après au moins 2 touches, et la production de l'enzyme et la compression finale commencent après 5 touches. Et c'est la capacité de «compter» et «analyser». Des scientifiques allemands ont décidé de découvrir comment ce mécanisme fonctionne.
Pour ce faire, ils ont introduit un capteur de calcium fluorescent dans la plante. Il s'est avéré que c'est le changement de concentration en calcium qui influence d'une manière ou d'une autre la "mémoire" de la plante. Auparavant, les scientifiques étaient incapables de comprendre exactement comment la concentration de calcium dans le tissu était en corrélation avec le «score», mais maintenant tout a fonctionné.
Les Allemands ont été aidés par des scientifiques japonais qui ont développé une préparation spécialisée GCaMP6. C'est une substance organique luminescente qui brille en vert lorsqu'elle se lie au calcium. C'est cette fluorescence verte qui a permis à l'équipe de suivre les changements de concentration de calcium en réponse à la stimulation des poils sensibles de la plante avec une aiguille.
Avant d'utiliser la substance fluorescente, les scientifiques ont essayé de découvrir le mécanisme de la «mémoire» de la plante en utilisant d'autres méthodes, y consacrant 2,5 ans. Mais ce n'est que maintenant que nous avons réussi à tout savoir.
Alors qu'en est-il du calcium?
Le premier contact avec les poils sensibles du moucherolle lance le mécanisme de libération des ions calcium à un certain niveau. Si dans les 30 secondes il y a un autre contact, la concentration de calcium atteint un niveau critique, après quoi le piège fonctionnera. Si rien ne se passe après une demi-minute, la concentration de calcium commencera à diminuer. On peut dire que le flycatcher "se souvient" des événements pendant 30 secondes.
Les scientifiques envisagent maintenant de mener leurs recherches à leur conclusion logique et d'étudier la relation entre la concentration de calcium et le «système nerveux» du moucherolle. Il convertit le mouvement des proies en signaux électriques qui se propagent à travers les cellules.
En conséquence, les chercheurs prévoient d'étudier le processus évolutif des plantes prédatrices, ainsi que d'en apprendre davantage sur les mécanismes qui sous-tendent la chasse. Jusqu'à présent, de nombreuses caractéristiques biologiques des plantes et des animaux restent un mystère, et la tâche des scientifiques est de le démêler. À propos, toutes les plantes à feuilles pièges ont un ancêtre commun - une plante qui ne chassait pas pour la nourriture animale. Mais dans son génome, certaines régions étaient utilisées pour trouver et assimiler les nutriments non seulement par les racines, mais aussi par les feuilles, de sorte que ces régions ont ensuite évolué vers autre chose. Un mécanisme similaire s'est développé chez les plantes prédatrices qui cultivent des pièges à nénuphars sans éléments répondant activement aux proies.
DOI: Nature Plants, 2020.10.1038 / s41477-020-00773-1 .
