یزدفردا
پایگاه خبری و تحلیلی
ونوس مگسخوار چگونه با حرکتی برقآسا حشرات را شکار میکند؟
یزدفردا؛ ونوس مگسخوار یکی از معروفترین گیاهان گوشتخوار در طبیعت است که با تولید بویی شبیه شهد، حشرات را به سمت خود جذب میکند و سپس با بسته شدن ناگهانی برگهایش که مانند دو لبه آرواره عمل میکنند، آنها را به دام میاندازد.
به گزارش پایگاه خبری یزدفردا؛ اکنون پژوهشگران سازوکاری را شناسایی کردهاند که توضیح میدهد این گیاه چگونه میتواند با چنین سرعت بالایی واکنش نشان دهد؛ مسئلهای که حتی چارلز داروین نیز در زمان خود قادر به توضیح آن نبود و برای بیش از یک قرن ذهن دانشمندان را درگیر کرده بود.
به گزارش گاردین، دانشمندان در مجموعهای از آزمایشهای دقیق، دریافتند سیستم «تشخیص بسیار حساس» یا بهاصطلاح ماشهای، باعث میشود سلولهای سطح بیرونی برگ بهسرعت نرم شوند. این تغییر فیزیکی موجب میشود تله گیاه در کمتر از یک ثانیه پس از تماس یک حشره با برگ، بسته شود.
سرعت بالای ونوس مگسخوار در شکار حشرات حاصل نرم شدن سریع سلولهای سطح بیرونی برگ است
یوئل فورتره، فیزیکدان در مرکز ملی پژوهشهای علمی فرانسه و دانشگاه اکس-مارسی و نویسنده ارشد مطالعه، میگوید زمانی که داروین برای نخستینبار این سرعت عمل را مشاهده کرد، تصور میکرد گیاه باید عضله داشته باشد. اما گیاهان نه عضله دارند و نه سیستم عصبی. به گفته او، درطول بیش از یک قرن فرضیههای مختلفی برای توضیح این پدیده مطرح شده بود، اما اکنون مشخص شده که دیواره سلولهای گیاهی میتوانند ویژگیهای مکانیکی خود را در زمانی بسیار کوتاه تغییر دهند.
یکی از چالشهای اصلی پژوهش، اندازهگیری دقیق چنین سامانه ظریف و سریعی بوده است، زیرا هرگونه تحریک باعث بستهشدن فوری تله میشود. فورتره توضیح میدهد: «اگر بهطور تصادفی با قطرهای آب تحریک شود، بسته و سپس روز بعد دوباره باز میشود. اما اگر حشرهای را شکار کند، باید آن را هضم و اسکلت آن را حل کند؛ فرایندی که ممکن است چند هفته به طول بینجامد.»
فورتره و همکارانش برای بررسی دقیق سازوکار ماشهای، برگهای گیاه را با استفاده از چسب دندان ثابت کردند تا امکان اندازهگیری فراهم شود، درحالیکه تله همچنان قادر به فعالشدن باقی ماند. هر برگ گیاه معمولاً دارای سه تار حساس است و پژوهشهای پیشین نشان دادهاند خمشدن این تارها سیگنالی الکتریکی ایجاد میکند که در حدود یکدهم ثانیه در سراسر تله منتشر و باعث بستهشدن آن میشود.
در مطالعه اخیر از ابزاری به نام نانوایندِنتر (nanoindenter) استفاده شد؛ دستگاهی با نوک بسیار ظریف فلزی که برای اندازهگیری سختی و مقاومت سطح به کار میرود. فورتره این روش را چنین توصیف میکند: «مثل این است که با انگشت خود به بادکنکی فشار بدهید و میزان سفتی آن را حس کنید.»
نتایج نشان داد سطح بیرونی برگ بلافاصله پس از فعالشدن تله نرمتر میشود. بررسی ساختار و ویژگیهای سطحی برگ نشان داد این تغییر ناشی از افزایش انعطافپذیری سلولهاست، نه جابهجایی آب درون بافتها؛ فرضیهای که پیشتر بهعنوان توضیح اصلی مطرح بود.
براساس این یافته، سازوکار بستهشدن تله شباهت زیادی به عملکرد اسباببازی لاستیکی گنبدیشکلی دارد که وقتی روی سطح فشار داده میشود، ناگهان وارونه شده و برمیگردد؛ به عبارت دیگر، تغییر شکل ناگهانی ناشی از تغییر ویژگیهای مکانیکی است، نه صرفاً حرکت مایعات درون سلولها.
فورتره میگوید نخستینبار زمانی به این موضوع علاقهمند شد که یکی از همکارانش گیاه ونوس مگسخوار را به آزمایشگاه آورد. او توضیح میدهد: «بهعنوان فیزیکدان فکر کردم باید این موتور و نیروهای پشت آن را درک کنیم. بیش از ۲۰ سال است که روی آن کار میکنم.»
پژوهش در ژورنال Science منتشر شده است.