Znanstveniki razkrili uganko, ki je begala že Darwina

Rastlina muholovka je eden najbolj osupljivih plenilcev v naravi.

Žuželke privablja z mamljivim vonjem nektarja, nato pa jih ujame z nenadnim zaprtjem svojih listov, podobnih čeljustim.

Zdaj so znanstveniki razkrili mehanizem, ki tej mesojedi rastlini omogoča tako izjemno hiter odziv, s čimer so rešili uganko, ki je begala Charlesa Darwina in številne raziskovalce za njim.

Že nekaj časa sicer vemo, da hitro zapiranje listov sprožijo dlačice na njihovi površini, ki jih premakne žuželka, ko se plazi po njem.

Muholovka ima običajno na vsakem režnju lovilnega lista po tri sprožilne dlačice, prejšnje raziskave pa so pokazale, da njihovo upogibanje sproži električni signal, ki se v desetinki sekunde razširi po obeh straneh pasti.

Kaj se zgodi po tem oziroma kaj dejansko zapre liste v manj kot sekundi, pa ni bilo popolnoma jasno.

Ko dlačice zaznajo plen, se površina lista zmehča

"Ko je Darwin opazoval, kako hitro se te rastline premikajo, je bil prepričan, da imajo v sebi mišice. Toda rastline nimajo ne mišic ne živcev," je za britanski The Guardian povedal dr. Yoël Forterre, fizik pri Francoskem nacionalnem centru za znanstvene raziskave (CNRS) in Univerzi Aix-Marseille ter vodilni avtor raziskave.

Dosedanje teorije so gibanje listov/pasti povezovali z gibanjem vode v njihovih celicah.

Zdaj so podrobne raziskave in poskusi pokazali, da zaznava sprožilnih dlačic povzroči mehčanje celic na zunanji površini lista, kar sproži njegovo hitro zapiranje.

"Več kot stoletje so obstajale številne hipoteze. Zelo presenetljivo je, da lahko celične stene rastlin tako hitro prilagodijo svoje mehanske lastnosti," je dejal Forterre.

"Kot če bi s prston pritisnil na napihnjen balon"

Po Forterrovih besedah je bil eden glavnih izzivov izvajanje fizičnih meritev na tako občutljivem sistemu, ki se premika izjemno hitro.

"Takoj ko ga zmotiš, se zapre," je dejal. "Če ga po nesreči sproži kapljica vode, se zapre in se znova odpre šele naslednji dan. Če ujame žuželko, jo mora prebaviti in razgraditi njen zunanji skelet, kar lahko traja več tednov."

Forterre in njegovi sodelavci so liste rastline previdno pritrdili z zobozdravniškim lepilom.

Tako so lahko sprožili reakcijo zapiranja pasti, ne da bi se listi dejansko premaknili.

V najnovejši raziskavi so uporabili napravo, imenovano nanoindenter – kovinsko konico, s katero so pritiskali na zunanjo površino lista in merili njegovo trdnost.

"Občutek je podoben, kot če bi s prstom pritisnili na napihnjen balon," je pojasnil Forterre.

Meritve so pokazale, da se zunanja površina lista takoj po aktivaciji pasti zmehča.

Analiza oblike lista je razkrila, da je to posledica večje prožnosti celic, ne pa njihovega praznjenja zaradi premikanja vode v listu, kar je bila doslej vodilna razlaga.

Mehanizem je podoben delovanju gumijaste igrače v obliki kupole, ki se po pritisku sama obrne na drugo stran.

"Ne poznam nobene druge rastline, pri kateri bi prišlo do tako hitre spremembe mehanskih lastnosti celic," je dejal Forterre.

20 let obsedenosti

Za mehaniko muholovke se je začel zanimati, ko je nekdanji sodelavec prinesel rastlino v laboratorij.

"Kot fizik sem menil, da moramo razumeti njen pogon, sile, ki delujejo v ozadju," je povedal. "S tem sem obseden že dvajset let."

Dodal je: "Rastline so preprosto neverjetne. Zaradi njih se zaveš, kako vse rastline zaznavajo svojo okolico, prenašajo informacije, se odzivajo, se branijo in se prehranjujejo."

Ugotovitve raziskave so bile objavljene v znanstveni reviji Science.