العلماء يفسرون ظاهرة النباتات المفترسة

تمكن العلماء من اكتشاف السر الكامن وراء الآلية الغامضة لعمل "المعدة الخضراء" للنبتة آكلة اللحوم "خَنَّاق الذباب"، أو كما تعرف أيضا بـ"مصيدة فينوس".

فبمجرد أن تصبح الحشرة محاصرة بين ورقتي النبتة، فإن الاتصال المتكرر بالشعر الحسي المتواجدة عبر ورقتيها، يفرز مواد سامة لقتل الفريسة أو تخديرها وتمتص منها المواد المغذية، وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها فحص هذه الظاهرة وتحليلها، وكشف سلسلة من الإشارات التي تنشط الإنزيمات.

ووجد فريق البحث من خلال الدراسة الجديدة أنه بمجرد التقاط الفريسة، فإن أي اتصال مع "الشعر الحسي" في النبات يؤدي إلى إرسال موجات من الإشارات الكهربائية عبر الفخ.

وعند إطلاق الإشارة للمرة الثالثة، تنتج "مصيدة فينوس" هرمونا يسمى جاسمونيت، وبعد 5 إشارات يتم تنشيط الغدد الهضمية داخل الفخ، وحينها تنتج غدة في النبتة فقاعات مليئة بالسائل، تعرف باسم "حويصلات إفرازية"، وتحدث هذه العملية عند تلامس الشعر الحسي، وعندما تتلامس الغدد مع جاسمونيت. 

ووفقا لفريق البحث، فإن العملية برمتها، تعتمد على تدفق الكالسيوم، وعدد قليل من البروتينات الرئيسية، بالإضافة إلى ذلك، وجد الباحثون أن الجينات يتم تنشيطها في الغدد.

ويقول رينر هيدرش، عالم الفيزياء الحيوية من جامعة يوليوس ماكسيميليانز، في بافاريا في ألمانيا، "افترضنا أن الحويصلات محملة بالبروتونات والكلوريد، وهو حمض هيدروكلوريكي، لقد استخدمنا الأقطاب الحساسة لقياس أثر التلامس المتكرر للشعر الحسي على تدفق أيونات الكالسيوم إلى الغدة".

ووأشار هيدرش إلى أن ارتفاع مستويات الكالسيوم في السيتوبلازم يؤدي إلى دمج الحويصلات مع غشاء البلازما، على غرار الإفراز العصبي من الخلايا العصبية".

ولمعرفة ما يحدث داخل حويصلات الغدة، استخدم الباحثون أقطاب ألياف الكربون المتمركزة على سطح الغدة، ما كشف أن النبات في البداية يحتوي على حمض الهيدروكلوريك، ويبدأ في إنتاج إنزيمات الجهاز الهضمي فقط بعد ساعات عدة من صيد الفريسة.

وتحدث أول هذه الإشارات بعد حوالي 6 ساعات، وبعد 24 ساعة تتم العملية بشكل كامل، وعند هذه النقطة يكون النبات غني بالإنزيمات الهاضمة، وتابع هيدريتش أن "اللمسة تؤدي سريعا إلى إطلاق جاسمونيت، ولكن الأمر يستغرق وقتا طويلا لإنتاج الحويصلات، وتحميلها بالشحنة، التي يسهلها الهرمون".

وصور الباحثون العملية بالرنين المغناطيسي، ووجدوا أيضا أن الفخ يظل جافا عند منع تدفق الكالسيوم، وتابع هيدريتش قائلا إن "تنشيط الكالسيوم لخلايا الغدة أمر بالغ الأهمية، ولذلك سنلقي نظرة فاحصة على بيولوجيا قنوات الكالسيوم لنبات فينوس، نحن نريد التحقق من الآلية التي تحسب الإشارات، التي تنتقل عن طريق الشعر الحسي في الغدة، وترجمتها إلى بيولوجيا تعتمد على جاسمونيت".