На этой картинке – венерина мухоловка. У этого вида листья захлопываются, как только насекомое касается чувствительных волосков.
|
|
Что касается росянковых и прочих хищных растений, то смысл этой возни с охотой прост: кушать хочется. "Нормальные" растения берут питательные вещества из почвы (плюс углекислый газ из воздуха). А растения-хищники могут расти на песке или на торфе - где конкуренты расти не могут.
Вообще растения могут двигаться по-разному. Можно, конечно, просто пнуть - полетит :) Опять же, микроскопические водоросли бывают со жгутиками... формально их классифицируют как растения, но они с помощью этих самых жгутиков плавают.
Самое очевидное движение - это рост. Но рост зависит от внешних воздействий (свет, химические вещества, сила тяжести). Так получается, что растение "тянется к свету". То есть, оно реагирует на внешнее воздействие и медленно перемещается - так медленно, что даже трудно назвать это движением, разве что в переносном смысле. На замедленной съемке выглядит прикольно.
Реакция на свет заключается в том, что определенное вещество (гетероауксин) образуется на растущем кончике стебля и растекается по клеткам растения вниз, но в затененные области его попадает меньше. Этот гормон ускоряет рост. В результате затененная часть стебля растет быстрее. Отсюда и изгиб в сторону света.
Раскрытие и закрытие лепестков цветка происходит по тому же принципу. Если быстрее растет внешняя сторона лепестков, они будут закрываться, а если внутренняя - то раскрываться.
Чисто геометрически изгиб будет происходить тем быстрее, чем тоньше стебель или листок. Если лепесток имеет толщину в миллиметр, то достаточно, чтобы одна сторона выросла на полтора миллиметра - и лепесток изогнется под прямым углом. Если этот нарост будет в одной точке, то изгиб будет резкий, а если распределится по всей длине, то плавный.
Движения стыдливой мимозы и кислицы связаны с другим принципом. В них есть "сократительные белки". В этих самых белках - АТФ. АТФ - то самое вещество, которое дает энергию для сокращения мышц животных. У растений, как видите, то же самое. При определенном раздражении, АТФ распадается, а белки сокращаются и сгибают листья. Потом АТФ постепенно накапливается вновь, что тоже похоже на мышцы.
Бешеный огурец взрывается, если к нему прикоснуться. Тут принцип - высвобождение механической энергии. Внутри огурца повышенное давление, которое и выбрасывает семена. Назвать это "реакцией" можно с большой натяжкой.
Но самое интересное - это все-таки семейство росянковых. В нем есть много хищных разновидностей, но далеко не все они имеют такие захлопывающиеся листья-ловушки. Венерина мухоловка - вероятно самое быстрое из растений. На верхней поверхности обеих половинок листа торчат вверх по три чувствительных волоска. Лишь только насекомое коснется одного из волосков, створки мухоловки стремительно захлопываются.
Наверное, и здесь не обошлось без сократительных белков, однако загадочно другое. Когда складывается мимоза, то реакция происходит именно в тех местах, где касается палец, где есть деформация клеток. А здесь - складываются две половинки в ответ на реакцию волосков. Налицо какая-то очень быстрая передача сигнала от немногих чувствительных клеток сразу ко многим.
При этом скорость передачи сигнала такова, что это не может быть просто перетекание какого-то химического вещества. Какая-то цепная реакция типа взрыва - тоже вряд ли, ведь мембраны клеток задержат ее распространение. Если только по самим мембранам... Вероятно там должен быть задействован какой-то механизм типа электрического или электро-химического "разряда" по аналогии с нейронами. Там импульс распространяется как раз по мембранам с клетки на клетку.
В поисках объяснений я наткнулся на вот эту статью. В ней утверждается, что клетки растений могут не только передавать электрические сигналы, но и генерировать их. Причем, это относится не только к хищным растениям, но даже к обычной тыкве. "И.И. Гунар с сотрудниками убедительно показали, что способность отвечать на внешние раздражители генерацией электрических импульсов, распространяющихся по растению и очень напоминающих потенциалы действия в нервах, свойственна всем высшим растениям."
Более того, среди клеток и волокон растений обнаружились своеобразные "провода" - жилки. Известно, что по ним распространяется вода и питательные вещества. Однако оказалось, что по ним также распространяются и электрические импульсы.
А нельзя ли назвать это нервами и нервной системой? К.А. Тимирязев по этому поводу сказал так: "если у растений подтвердится (предполагаемое некоторыми учеными) существование известных путей, по которым раздражение сообщается быстрее, чем по другим, то в них придется признать нечто по крайней мере физиологически соответствующее нервам". Собственно, в статье рассказывается о подтверждении этой гипотезы.
В чем отличие (от животных)? Принцип действия, принцип передачи импульсов похож на то, что происходит в нейронах - происходит быстрый разряд ионов через мембраны клеток. Ионы, правда, другие, клетки - тоже другие - не нейроны.
Растительные "провода" не специализированы именно на передачу электрических сигналов, их главная функция состоит в переносе жидкостей. У нервных тканей животных главная функция - именно передача электрических сигналов. Другие ткани хуже передают сигналы. Наверное, вдоль нервов могут как-нибудь перетекать и химические вещества (вирусы точно могут), но для переноса веществ есть более гораздо "удобные" пути - кровеносные и лимфатические сосуды.
Таким образом, различие между нервами животных и жилками растений не очень резкое, надо ли проводить разграничение - вопрос чисто терминологический, называть эти жилки "нервной системой" просто "не полагается".
Как видите, для нервной системы животных, есть "прообраз" у растений. И это вообще характерно для природы - когда нет четких границ, повсюду плавные переходы (кстати, лишний аргумент в пользу теории эволюции).
А механизм мухоловки - по-прежнему загадка... :)
|
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
no subject
no subject
Долгое время было загадкой — как мухоловка производит такое молниеносное движение без мускулов и нервов?
Оказалось, что листья венериной мухоловки накапливают упругую энергию. Они работают как выпуклые мембраны, которые с резким щелчком переключаются из одного положения в другое, стоит только легонько нажать на них пальцем.
Когда листья раскрываются, они постоянно находятся на грани неустойчивого положения. Насекомое задевает волоски растения, а оно в ответ чуть меняет влажность листа (подаёт в него сок).
Однако, это вовсе не "гидропривод ловушки". Влага лишь немного меняет кривизну поверхности, служа спуском, а дальше лист сам скачком переходит в новое устойчивое состояние — закрывая ловушку.
upd. О, в сети даже исходник статьи в "Нэйчур" есть!
http://www.oeb.harvard.edu/faculty/dumais/Publications/Nature2005.pdf
(Нашел, кстати, через Википедию.)
Сегодня вечером сеанс венериной мухоловки с полным разоблачением в каментах ))
no subject
no subject
no subject