Venus atrapamoscas

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Venus atrapamoscas

Venus atrapamoscas hoja
clasificación cientifica
Dominio:eucariotasReino:PlantasSub-reino:plantas verdesDepartamento:FloraciónClase:dicotiledónea [1]Ordenar:clavelesFamilia:RosyankovyeGénero:Dionea ( Dionaea Sol. ex J. Ellis , 1768 )Vista:Venus atrapamoscas
nombre científico internacional
Dionaea muscipula J.Ellis , 1768
área
estado de conservación
Estado iucn2.3 VU ru.svgEspecies vulnerables
IUCN 2.3 Vulnerable :  39636

Venus atrapamoscas ( lat.  Dionaea muscipula ) es una especie de plantas carnívoras del género monotípico Dionea de la familia Rosyankovye ( Droseracea ). Planta de las zonas pantanosas de la costa este de los Estados Unidos de América (Carolina del Norte y Carolina del Sur). La Venus atrapamoscas atrapa a sus víctimas (insectos, arácnidos) con la ayuda de un aparato de captura especializado formado por las partes marginales de las hojas. El cierre de la trampa es iniciado por finos vellos en la superficie de las hojas. Para cerrar de golpe el aparato de captura, es necesario ejercer un impacto mecánico sobre al menos dos cabellos en la hoja con un intervalo de no más de 20 segundos. Esta selectividad brinda protección contra golpes accidentales en respuesta a la caída de objetos que no tienen valor nutricional (gotas de lluvia, escombros, etc.). Además, la digestión comienza después de al menos cinco estimulaciones de los cabellos sensibles.

Título

El nombre científico de la especie ( muscipula ) en latín significa "ratonera", en un sentido metafórico más que literal.

La especie recibió su nombre ruso en honor a Venus  , la diosa romana del amor y las plantas. El nombre inglés de la especie ( English  Venus flytrap ) corresponde al ruso.

Descripción biológica

La Venus atrapamoscas es una pequeña planta herbácea con una roseta de 4-7 hojas que crecen a partir de un tallo subterráneo corto . El tallo es bulboso . Las hojas varían en tamaño de tres a siete centímetros, dependiendo de la época del año, después de la floración suelen formarse largas hojas trampa .

Crece en suelos turbosos pobres en nitrógeno , como los pantanos . La falta de nitrógeno es la causa de la aparición de trampas: los insectos sirven como fuente de nitrógeno necesaria para la síntesis de proteínas . Es muy caprichoso para el suelo, en caso de un cambio en la composición ácida (por ejemplo, debido al ingreso de semillas de árboles, seguido de descomposición) o el secado del suelo, puede morir rápidamente. La Venus atrapamoscas es una de las pocas plantas capaces de moverse rápidamente.

En la naturaleza, se alimenta de insectos , a veces pueden cruzarse moluscos (babosas) [2] . Crece en un clima templado húmedo en la costa atlántica de los EE . UU . ( los estados de Florida , Carolina del Norte y del Sur , Nueva Jersey ). Es una especie cultivada en horticultura ornamental. Se puede cultivar como cultivo de interior, sin embargo, el desarrollo normal de la planta en este caso se dificulta debido a la altísima humedad que necesita y la baja temperatura en invierno [3] .

La trampa está formada por los bordes de la hoja.

Depredación

Selectividad de presa

Según datos modernos, la "dieta" de Venus atrapamoscas es aproximadamente la siguiente: 33% hormigas , 30% arañas , 10% escarabajos y 10% saltamontes , y menos del 5% insectos voladores [4] . Se supone que durante la evolución de Dionaea surgió de un ancestro común con representantes del género Drosera (plantas carnívoras que usan pelos pegajosos en lugar de trampas). La razón de la divergencia se sugiere de la siguiente manera: los representantes del género Drosera se especializaron en comer pequeños insectos voladores, mientras que los ancestros del género Dionaea comenzaron a comer insectos rastreros más grandes. Como resultado, Dionaea pudo extraer más de los minerales que faltaban de presas más grandes, lo que le dio a Dionaea una ventaja evolutiva sobre las formas ancestrales que usaban trampas adhesivas [5] .

Mecanismo de cierre de trampa

La Venus atrapamoscas pertenece a un pequeño grupo de plantas superiores capaces de movimientos rápidos, junto con especies como: mimosa tímida ( Mimosa pudica ), Codariocalyx motorius , drosera (género Drosera ) y pénfigo (género Utricularia ).

El mecanismo de cierre de las hojas depende de una interacción compleja entre su elasticidad , turgencia y crecimiento. El golpe de la trampa se produce después de dos estimulaciones sucesivas de los cabellos sensibles (con un pequeño intervalo entre ellas); esto evita falsos disparos de la trampa cuando entran gotas de agua o escombros. En estado abierto, los lóbulos de la trampa son convexos (curvados hacia afuera), después del cierre, los lóbulos se doblan, formando una cavidad en el interior, cuya salida está cerrada por pelos.

Dicho mecanismo se describe como un sistema biestable con conmutación rápida, [6] sin embargo, en la actualidad, el mecanismo detallado de la trampa de golpe no se comprende completamente. Con la irritación mecánica de los cabellos sensibles, se genera un potencial de acción (los iones de calcio juegan un papel importante en este proceso). El potencial de acción luego se propaga a través de los lóbulos de la trampa y estimula las células de los lóbulos y la nervadura central entre los lóbulos. [7] Se supone que en la Venus atrapamoscas hay un umbral de concentración de iones, cuya superación permite que la trampa responda a la estimulación. [8] Después de cerrarse, la Venus atrapamoscas "cuenta" estímulos adicionales que irritan el cabello hasta cinco, después de lo cual comienza a secretar enzimas digestivas. [9] De acuerdo con la teoría del crecimiento ácido, las células individuales en la capa externa de los lóbulos y la nervadura central exportan rápidamente H+ (cationes de hidroxonio) desde el citoplasma al espacio de la pared celular ( apoplasto ), lo que resulta en la acidificación del apoplasto (caída de pH) y el debilitamiento de la red de polisacáridos, que luego conduce a la hinchazón durante la ósmosis . La hinchazón local conduce al alargamiento y cambio en la forma de los lóbulos de la trampa. Según una hipótesis alternativa, las células en la capa media de los lóbulos de la trampa y la nervadura central pueden, como resultado de un potencial de acción, secretar otros iones, lo que permite que el agua salga de las células después (según la ley de la ósmosis). ). Como resultado, las celdas colapsan y la forma de la trampa cambia. Sin embargo, los mecanismos propuestos no son excluyentes entre sí y pueden funcionar simultáneamente. Hay una serie de datos experimentales que confirman la posibilidad del funcionamiento de ambos mecanismos. [9] [10]

Digestión

Si la presa no pudo liberarse, continúa estimulando la superficie interna de los lóbulos de las hojas, provocando el crecimiento celular. Eventualmente, los bordes de las láminas se cierran, cerrando completamente la trampa y formando un "estómago" en el que tiene lugar el proceso de digestión. La secreción de enzimas digestivas está controlada por el ácido jasmónico. Esta hormona también inicia la formación de metabolitos secundarios tóxicos para la defensa contra herbívoros en plantas no depredadoras. [8] [11]

La digestión es catalizada por enzimas , hidrolasas, que son secretadas por glándulas en los lóbulos. Se supone que antes del inicio de la digestión enzimática se producen modificaciones oxidativas de las proteínas. El extracto acuoso de las hojas contiene varias quinonas, como la naftoquinona plumbagin, que, junto con varias deshidrogenasas dependientes de NADH, produce superóxido y peróxido de hidrógeno durante la autooxidación . [12] Tales modificaciones oxidativas pueden provocar daños en las membranas de las células animales. Plumbagin es conocido por inducir la apoptosis asociada con la familia de proteínas Bcl-2. [13] Preincubación del extracto de Venus atrapamoscas con NADH y NADH deshidrogenasas en presencia de albúmina sérica; Se aceleró la posterior digestión de la albúmina por la tripsina. [12] A pesar de que la secreción de las glándulas de la Venus atrapamoscas contiene proteasas y posiblemente otras enzimas que aseguran la degradación de los biopolímeros; es probable que el mecanismo de preoxidación de proteínas descrito anteriormente aumente significativamente la sensibilidad de las proteínas presa a la proteólisis posterior. [12] En general, la digestión toma aproximadamente 10 días, después de lo cual la trampa se abre lo suficiente, con "dedos" extendidos en los bordes, para liberar los restos del insecto. Después de unos días, la trampa vuelve al estado semiabierto activo, los "dedos" descienden y forman una barrera de peine. La descomposición de restos no digeridos atrae nuevas víctimas. Durante la vida útil de la trampa, en promedio, caen en ella hasta diez insectos.

Notas

  1. ↑ Para conocer la condicionalidad de indicar la clase de dicotiledóneas como un taxón superior para el grupo de plantas descrito en este artículo, consulte la sección "Sistemas APG" del artículo "Dicots" .
  2. ↑ https://www.youtube.com/watch?v=FBiv6BmHlNo Archivado el 25 de marzo de 2021 en Wayback Machine , 1:31 (video)
  3. ↑ Lapshin P. Venus atrapamoscas ( Dionaea muscipula ) Archivado el 25 de febrero de 2013 en Wayback Machine .
  4. ↑ Ellison AM , Gotelli NJ Energetics y la evolución de las plantas carnívoras: las "plantas más maravillosas del mundo" de Darwin.  (inglés)  // Revista de botánica experimental. - 2009. - Vol. 60, núm. 1 . - Pág. 19-42. doi : 10.1093 / jxb/ern179 . —PMID 19213724 .
  5. ↑ Gibson TC , Waller DM La evolución de la planta 'más maravillosa' de Darwin: pasos ecológicos para una trampa rápida.  (Inglés)  // El nuevo fitólogo. - 2009. - Vol. 183, núm. 3 . - Pág. 575-587. -doi : 10.1111 / j.1469-8137.2009.02935.x . —PMID 19573135 .
  6. ↑ Forterre Y. , Skotheim JM , Dumais J. , Mahadevan L. Cómo se rompe el atrapamoscas de Venus.  (Inglés)  // Naturaleza. - 2005. - vol. 433, núm. 7024 . - Pág. 421-425. -doi : 10.1038/ naturaleza03185 . —PMID 15674293 .
  7. ↑ Hodick D. , Sievers A. El potencial de acción de Dionaea muscipula Ellis.  (Inglés)  // Planta. - 1988. - vol. 174, núm. 1 . - Pág. 8-18. -doi : 10.1007/ BF00394867 . — PMID 24221411 .
  8. ↑ 1 2 Ueda Minoru , Tokunaga Takashi , Okada Masahiro , Nakamura Yoko , Takada Noboru , Suzuki Rie , Kondo Katsuhiko. Factores químicos de cierre de trampas de Venus Flytrap (Dionaea muscipulla Ellis)  // ChemBioChem. - 2010. - 20 de octubre ( vol. 11 , no. 17 ). - S. 2378-2383 . — ISSN 1439-4227 . -doi : 10.1002/ cbic.201000392 .
  9. ↑ 1 2 Böhm J. , Scherzer S. , Krol E. , Kreuzer I. , von Meyer K. , Lorey C. , Mueller TD , Shabala L. , Monte I. , Solano R. , Al-Rasheid KA , Rennenberg H . , Shabala S. , Neher E. , Hedrich R. Venus Flytrap Dionaea muscipula cuenta los potenciales de acción inducidos por presas para inducir la absorción de sodio.  (Inglés)  // Biología actual : CB. - 2016. - Vol. 26, núm. 3 . - Pág. 286-295. -doi : 10.1016 / j.cub.2015.11.057 . — PMID 26804557 .
  10. ↑ Copia archivada . Fecha de acceso: 7 de julio de 2017. Archivado desde el original el 25 de julio de 2011.
  11. ↑ Bemm F. , Becker D. , Larisch C. , Kreuzer I. , Escalante-Perez M. , Schulze WX , Ankenbrand M. , Van de Weyer AL , Krol E. , Al-Rasheid KA , Mithöfer A. , ​​Weber AP , Schultz J. , Hedrich R. El estilo de vida carnívoro del atrapamoscas de Venus se basa en las estrategias de defensa de los herbívoros.  (Inglés)  // Investigación del genoma. - 2016. - Vol. 26, núm. 6 _ - Pág. 812-825. -doi : 10.1101/ gr.202200.115 . — PMID 27197216 .
  12. ↑ 1 2 3 Galek H. , Osswald WF , Elstner EF Modificación oxidativa de proteínas como mecanismo predigestivo de la planta carnívora Dionaea muscipula: una hipótesis basada en experimentos in vitro.  (Inglés)  // Biología y medicina de radicales libres. - 1990. - vol. 9, núm. 5 . - Pág. 427-434. —PMID 2292436 .
  13. ↑ Hsu YL , Cho CY , Kuo PL , Huang YT , Lin CC Plumbagin (5-hidroxi-2-metil-1,4-naftoquinona) induce la apoptosis y la detención del ciclo celular en células A549 a través de la acumulación de p53 a través de c-Jun NH2-terminal fosforilación mediada por quinasa en la serina 15 in vitro e in vivo.  (Inglés)  // Revista de farmacología y terapéutica experimental. - 2006. - vol. 318, núm. 2 . - Pág. 484-494. doi : 10.1124 / jpet.105.098863 . —PMID 16632641 .

Literatura

Enlaces

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