觸發(fā)金星捕蠅器的電脈沖首次繪制

金星捕蠅器(麝香苣苔屬）是地球上一些最兇猛的植物。這些食肉植物在它們撲上來之前看起來最可怕，當(dāng)它們準(zhǔn)備誘捕獵物時。

獠牙嘎嘎，金星捕蠅器等待。直到昆蟲或蜘蛛撓到它的一根感覺毛發(fā)——一次，兩次– 然后植物罷工，啪嗒一聲關(guān)閉以吞噬入侵者。

現(xiàn)在，觸發(fā)這一致命舉動的電信號已被映射在金星捕蠅器首次由瑞典林雪平大學(xué)的生物電子研究員Eleni Stavrinidou領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員。

“到目前為止，這些信號已經(jīng)用單個電極解決，無法提供有關(guān)信號如何傳播的精確信息”或它們的來源，Stavrinidou告訴ScienceAlert。

就在幾年前，植物科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，連續(xù)刷兩刷捕蠅器的感覺毛發(fā)會觸發(fā)帶電鈣離子激增在植物的葉子折合之前。但這些研究只解決了植物細(xì)胞信號傳導(dǎo)的廣泛問題。

“我們的研究是第一個將這些信號繪制在葉子上的研究”金星Stavrinidou說，“但需要更多的研究來充分了解它們的繁殖。

就像在人體細(xì)胞中一樣，鈣離子的流入會產(chǎn)生動作電位沿著植物的細(xì)胞和植物細(xì)胞之間傳播。雖然植物沒有神經(jīng)系統(tǒng)，但這些快速爆發(fā)的電活動與我們的神經(jīng)細(xì)胞放電的電脈沖驚人地相似。

與鈣離子一起，鉀和氯離子通過離子通道涌入植物細(xì)胞，產(chǎn)生沿細(xì)胞傳播的瞬時電荷不平衡，產(chǎn)生電信號。

測量和映射這些信號D. 麝香，研究人員開發(fā)了一種帶有電極的柔性薄膜傳感器，可以包裹在植物伸出的葉片上。他們戳植物的感覺毛發(fā)并拍攝其運動，同時記錄產(chǎn)生的電脈沖。

這些記錄揭示了金星捕蠅器中的電信號如何以恒定的速度從跳閘的感覺毛發(fā)中輻射出去，如果在大約 30 秒內(nèi)觸摸兩次頭發(fā)，則觸發(fā)陷阱關(guān)閉。

如果毛發(fā)間隔超過1分鐘，第二個信號比第一個信號移動得更快，就好像植物仍然處于戒備狀態(tài)一樣。

然而，出乎意料的是，研究小組發(fā)現(xiàn)一些電信號自發(fā)地來自未受刺激的頭發(fā)，因為陷阱正在關(guān)閉。

“這很有趣，”斯塔夫里尼杜說，但“我們還不知道為什么會發(fā)生這種情況或功能是什么。

眾所周知，植物在被咀嚼葉子的食草動物受傷或攻擊根部時會發(fā)出電信號，甚至可以響應(yīng)輕觸.Stavrinidou及其同事同樣記錄了來自受傷組織的電信號，而不僅僅是感覺毛發(fā)。

但是，使用新成型的設(shè)備需要進行進一步的研究，以確定捕蠅器未受刺激的感覺毛發(fā)正在發(fā)送什么信息，以及電信號如何在植物中傳播。

在動物中，神經(jīng)細(xì)胞聚集在突觸處，突觸是稱為神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)將信號穿過間隙并到達(dá)下一個細(xì)胞的連接處。

植物可能用來在細(xì)胞之間以及從根部到尖端傳播電信號的機制仍然未知。

考慮到捕蠅器信號如何以恒定的速度從頭發(fā)中扇出，研究人員認(rèn)為這些信號不太可能通過植物的營養(yǎng)運輸組織傳播，稱為韌皮部如先前建議.

“電信號是植物中長距離信號的介質(zhì)，它們也與植物脅迫反應(yīng)有關(guān)，”Stavrinidou告訴ScienceAlert。

“通過解碼植物中的這些信號，我們將能夠更好地了解植物的功能。

該研究已發(fā)表在科學(xué)進展.

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