Когда дело доходит до ловли добычи, у хищных растений есть множество приемов. Росянка медленно обвивается вокруг своей жертвы, в то время как венерианская мухоловка сжимается вокруг нее.
Но самое быстрое плотоядное растение на планете — пузырчатка. Когда он открывает свою ловушку, все, что было снаружи, оказывается внутри мочевого пузыря быстрее, чем в мгновение ока. Ловушка пузырчатка настолько быстра, что до недавнего времени ботаники вообще изо всех сил пытались увидеть ее в действии.
Теперь более быстрые камеры раскрывают его секреты, но обзор, недавно опубликованный в AoB PLANTS Poppinga et al. показывает, что чем ближе вы посмотрите на пузырчатку, тем больше загадок вы обнаружите.Пузырчатка ловит свою добычу, ожидая, пока животные-жертвы (в основном мелкие ракообразные) коснутся спусковых волосков, расположенных на люке, который герметично закрывает ловушку. Как только это происходит, мочевой пузырь резко открывается.
Внутренняя часть мочевого пузыря пуста, поэтому вода и все, что в ней находится, всасывается с ускорением, в 600 раз превышающим силу тяжести. Заставить воду быстро стекать в ловушку — это ключ к успеху пузырчатого, но понять, как именно работают эти ловушки, непросто.
Саймон Поппинга из исследовательской группы сказал: «Ловушки пузырчатого пузыря считаются одними из самых сложных структур в царстве растений. Они крошечные, они обладают сверхбыстрым всасывающим движением, и их сложно исследовать. Хотя они интенсивно изучаются не только Со времени выхода книги Дарвина о плотоядных растениях остается много загадок в отношении того, как работают эти устройства.
В нашем обзоре мы стремились собрать воедино всю соответствующую биофизическую и структурную информацию и вдохновить на дальнейшие исследования этих загадочных устройств ».Последние достижения включают использование сканирующих электронных микроскопов, которые способны видеть гораздо больше деталей, чем стандартный световой микроскоп.При обзоре исследований ловушек пузырчатого пузыря Поппинга с соавторами отметили, что не все пузырчатые животные одинаковы.
Поппинга сказал: «Вы можете подумать, что если селективное давление на ловушки является просто оптимизированным потоком воды, тогда ловушки будут выглядеть более или менее одинаковыми. Но когда мы внимательно изучили архитектуру ловушек во время наших экспериментальных исследований, мы обнаружили, что разные растения имеют различное структурное устройство, что также было отмечено более ранними авторами. Вероятно, это вызвано тем фактом, что разные виды пузырчатого пузыря живут в разных средах и, следовательно, могут демонстрировать структурную адаптацию к соответствующей среде обитания — например, наземные пузырчатки часто должны, в отличие от водных видов, справляться с сезонной засухой, из-за которой ловушки перестают функционировать. Мы думаем, что это также может означать, что ловушки приспособлены для приманки и ловли различных видов добычи, и ботаники должны это проверить ».
Несмотря на разнообразие архитектуры, все ловушки имеют одинаковый метод работы. Сначала вода выкачивается из мочевого пузыря, и его стенки накапливают упругую энергию, готовую вернуться в форму. Это происходит, когда добыча запускает ловушку. В мгновение ока открывается люк, стены выскакивают, освобождая место в мочевом пузыре для всасывания еды, затем люк закрывается, прежде чем жертва успевает сбежать.
Это сложная последовательность событий, и, используя передовые методы микроскопии, можно сделать новые открытия.Поппинга добавил: Большим преимуществом использования современных микроскопов, таких как ТЕМ, FIB-SEM и других, является то, что мы можем очень внимательно изучить тонкие структуры, которые имеют решающее значение для функционирования ловушек.
Нарезая и просматривая ловушки, мы можем получить более подробную информацию об архитектуре, чем кто-либо видел раньше. Это отлично подходит для изучения растения — например, это может помочь в выяснении того, обладают ли триггерные волоски структурными и функциональными особенностями, аналогичными таковым в мухоловках Венеры. Но у исследования могут быть и другие приложения. Если мы сможем понять, как пузырчатка может так быстро захватывать пищу, она также может найти применение в других областях, помогая нам разрабатывать инструменты, которые могут быстро собирать небольшие образцы жидкостей.
Выяснение того, как сосет пузырчатка, может также привести к биомиметическим техническим инновациям.