Požrešne rastline

Mednarodna raziskovalna skupina v znanstveni reviji Nature plants poroča o mehanizmu, s katerim mesojeda rastlina venerina past zazna in si zapomni dotike žuželk ter kakšno vlogo pri zaznavanju dotikov igrajo kalcijevi ioni.

Rastline so razvile pester izbor mehanizmov, s katerimi si zapomnijo zunanje dražljaje. Listi venerine pasti so se razvili tako, da imajo na svojem robu zaznavne laske, ki prenesejo signal o dražljajih po rastlini. Ko se žuželka prvič dotakne zaznavnega laska, se na videz ne zgodi nič. Šele ob drugem dotiku kateregakoli laska na istem listu se list zapre in ujame žuželko. Danes nas bo zanimalo, kako si rastlina zapomni prvi dotik žuželke.

Že prej je bilo znano, da so za posredovanje informacij med celicami zelo pomembni kalcijevi ioni. Ko rastlinska celica v okolju zazna spremembo, se iz nje sprostijo kalcijevi ioni, kar zaznajo njene sosednje celice, ki prav tako sprostijo kalcijeve ione. Sledijo še sosede sosednjih celic in tako dalje. Kalcijevi ioni torej delujejo kot signal, ki opozarja sosednje celice.

Na osnovi tega znanja se je raziskovalna skupina odločila z genskim inženiringom v venerino past vstaviti proteine, ki ob prisotnosti kalcijevega iona oddajajo fluorescentni signal. Na ta način so ugotavljali, če na sprožitev venerine pasti vplivajo kalcijevi ioni, hkrati pa so lahko vizualno spremljali njegovo sproščanje v rastlini.

Ugotovili so, da prvi dotik zaznavnih laskov povzroči sproščanje kalcijevih ionov iz celic najprej v lasku, nato pa se signal razširi še po celotni listni površini. Ko tečejo sekunde, raven kalcijevih ionov počasi pada. Če se v roku približno tridesetih sekund še enkrat dotaknemo zaznavnih laskov, se bo z drugim dotikom koncentracija kalcijevih ionov povečala do te mere, da se bo list zaprl. Če pa po prvem dotiku čakamo predolgo, se ob drugem dotiku ne bo moglo sprostiti dovolj kalcijevih ionov za zaprtje lista.

Raziskovalni skupini je uspelo izmerili tudi hitrost širjenja sproščanja kalcijevih ionov v listu, kar bi lahko poimenovali tudi hitrost širjenja signala. Ob drugem dotiku je signal potoval dva- do trikrat hitreje kot ob prvem dotiku, njegova hitrost je znašala tudi do sto milimetrov na sekundo. Za primerjavo lahko omenimo, da se podoben signal sprošča tudi ob rastlinskih poškodbah, vendar za red velikosti počasneje.

Da bi dodatno potrdili pomembnost kalcijevih ionov pri sprožanju venerine pasti, so izvedli še dva dodatna poizkusa. List venerine pasti so odstranili s stebla. Kot smo že omenili, se tudi ob rastlinskih poškodbah iz celic sproščajo kalcijevi ioni. Na mestu poškodbe se je začela višati raven kalcijevih ionov in list se je brez mehanskih dražljajev v eni minuti zaprl. Nato jih je zanimalo še, če so res prav kalcijevi ioni tisti, ki so ključni za zaprtje lista. List venerine pasti so potopili v raztopino, ki onemogoča sproščanje kalcijevih ionov. List se kljub mehanskim dražljajem ni zaprl.

Raziskava je torej pokazala, da so za zaprtje venerine pasti ključni kalcijevi ioni. Seveda pa ostaja še nekaj neodgovorjenih vprašanj, denimo molekularni mehanizem sproščanja kalcija, kako kalcij sproži premik lista in kako se je takšen mehanizem sploh razvil.

V venerino past se je ujela Živa.