Wissenschaft

Little Shop of Horrors wird bald real, denn hirnlose Venusfliegenfallen können sich noch an Dinge erinnern

2024

Einige Dinge über Venusfliegenfallen sind offensichtlich, wenn Sie zuschauen Kleiner Horrorladen . Sie sollen nicht reden. Sie sollten keine gigantische Größe erreichen. Sie sollten sicherlich keine Zähne wachsen lassen ... und sie sollten sich auf keinen Fall an Dinge erinnern können.

Audrey II erinnerte sich an Seymours Namen – und an den süßen Geschmack von menschlichem Fleisch – weshalb diese abscheuliche Pflanze immer darauf brennt, jemanden zu verschlingen. Tatsächliche Venusfliegenfallen werden Ihnen nicht singen, um sie zu füttern oder ihre Kiefer um Ihren Kopf zu schnappen, aber sie können sich erinnern. Das konnten zumindest die Biologen Hiraku Suda und Mitsuyasu Hasebe vom National Institute for Basic Biology in Okazaki, Japan, nachweisen wie diese scheußlichen Dinger daran denken, Fliegen zu fangen und andere Beutetiere gentechnisch verändert. Die mutierten Fliegenfallen sagten ihnen dann, was sie wissen mussten, indem sie einfach im Dunkeln leuchteten.

Die Venusfliegenfalle wurde so optimiert, dass sie kleine Tiere fängt, ohne sie zu vermissen, und sich nicht schließt, es sei denn, sie fängt Beute – nicht mit anderen Reizen wie Regen, fallendem Laub oder vom Wind verwehtem Sand“, sagte Hasebe, die eine Studie mitleitete In Natur Pflanzen mit Kollege Hiraku Suda , sagte SYFY WIRE.

Was wie die Kiefer von Dionaea muscipula aussieht, sind in Wirklichkeit Blätter, die Insekten schnell einfangen, die schließlich von den Verdauungsflüssigkeiten der Pflanze zerlegt werden. Bevor das passieren kann, braucht es innerhalb von 20 Sekunden zwei Reize auf die täuschend furchterregend wirkenden Sinneshärchen auf dem beißenden Blatt. Dann muss ein zweiter Reiz an dasselbe oder ein anderes Haar abgegeben werden, damit sich die Blätter um eine ahnungslose Mahlzeit schließen. Bisher war die biologische Methode, mit der Venusfliegenfallen in der Lage waren, sich an den ersten Reiz eines dieser Haare zu erinnern, und transduzieren es (dieses Signal in einen anderen Signaltyp umwandeln) zum Blatt war unbekannt.

Denken Sie daran, dass dieses Monster kein Gehirn oder den Anschein eines Nervensystems hat.

Zumindest können sich Venusfliegenfallen nicht in diese verwandeln. Bildnachweis: Warner Bros.

Um zu sehen, was passierte, wenn ein Stimulus empfangen wurde, führten die Wissenschaftler ein Kalziumsensorprotein-Gen ein GCaMP6 . Sie verabreichten dann einen Stimulus, gefolgt von einem zweiten Stimulus, der testen würde, ob der Kalziumgehalt in den Pflanzenzellen ansteigt. Frühere Studien hatten zu Verdacht auf das Calcium-Ion geführt Ca2+ , was nicht unerwartet ist, da Calciumionen in vielen zellulären Prozessen benötigt werden. Der erste Reiz wurde mit einer Nadel an ein sensorisches Haar abgegeben. Sofort stieg die Ca2+-Konzentration im Blatt innerhalb von 0,02 Sekunden sichtbar an, und obwohl sie in den wenigen Sekunden danach abnahm, begann das Blatt wirklich zu leuchten, als diese Konzentration nach dem zweiten Stimulus in die Höhe schoss.

„Vor der Stimulation befinden sich außerhalb der Zellen reichlich Ca2+-Ionen, während es in den Zellen recht geringe Mengen gibt. Wenn Zellen Reize erkennen, dringt Ca2+ außerhalb der Zellen in die Zellen ein. Wenn GCaMP6 an Ca2+ bindet, erzeugt GCaMP6f selbst in Zellen Fluoreszenz“, sagte Hasebe.

Die Falle schloss sich nur, wenn die Zeit zwischen den Stimuli unter 30 Sekunden blieb und eine ausreichend hohe Konzentration von Ca2+ vorhanden war. Während die Venusfliegenfalle kein Gehirn besitzt, behält sie das Kurzzeitgedächtnis bei, wenn es genügend Kalziumionen gibt. Fluoreszenz breitete sich von einem Blattkiefer zum anderen aus. Es nahm besonders an der Basis der Haare zu, wo sich Sinneszellen befinden, die der Venusfliegenfalle sagen, wann sie einen Käfer festhalten soll. Während diese fleischfressende Pflanze einen Anstieg des Kalziums mit Reizen zeigt, die sie dazu veranlassen, ihre Falle vor Beute zu schließen, war sie laut Hasebe möglicherweise nicht immer hungrig nach Fliegen.

'Kalziumwellen werden bei nicht fleischfressenden Pflanzen beobachtet, wenn Pflanzen von Insekten gefressen werden', sagte er. 'Der Vorfahre von Dionaea könnte solche bereits existierenden Mechanismen rekrutiert haben, die in anderen Funktionen als Fleischfressern verwendet wurden.'

Tatsächlich brauchte Suda mehrere Jahre des Ausprobierens, um herauszufinden, wie sich die Venusfliegenfalle erinnern konnte. Es war, als er eine transgene Pflanze bemerkte , dem das GCaMP6-Gen gegeben worden war, leuchtete im Dunkeln, dass er erkannte, was endlich Licht in die mysteriöse Erinnerung der Pflanze bringen könnte. Diese Entdeckung könnte die Grundlage für zukünftige Forschungen sein, die bestimmen könnten, wie sich Pflanzen zu Fleischfressern entwickelt haben.

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