医学进展
2016年05月号
医学进展
在他乡
有争议的话题

会数数的捕蝇草

作者:黄银华

捕蝇草是地球上最神奇的食肉植物之一,原产于北美洲东南部。它的叶片发达,十分醒目,拥有捕食昆虫的功能,叶片上有明显的刺针和红色的无柄腺部位,像是张开的血盆大口。多年来,科学界一直就捕蝇草如何决定何时关闭陷阱何时开始消化食物争论不休。最新研究表明,捕蝇草捕蝇成功秘诀在于,它拥有独特的“计数能力”

研究发现,当猎物进入“陷阱”,使得叶片内表面上的力学感受器出现倾斜之后,捕蝇草就会释放动作电位,迅速关闭“陷阱”,从而囚禁猎物。

那么,猎物需要刺激几次叶片上的刺针,捕蝇草才会将之视为潜在食物,从而激活自己的腺体呢?答案是5次。研究人员发现,“一次接触”并不会触发该植物关闭陷阱,当猎物刺激刺针2次之后,就会激活触觉激素茉莉酸信号途径,使得捕蝇草在1秒中之内迅速关闭“陷阱”;猎物再刺激刺针3次,捕蝇草就会表达编码消化猎物的水解酶的基因,而且这一基因的表达量与捕蝇草受到机械刺激的次数成正比。

进一步的研究表明,分解猎物需要钠离子,捕蝇草利用钠离子通道DmHKT1来获取钠离子,而钠转运体的表达量依赖于机械-电刺激的次数。也就是说,落入陷阱的猎物为了脱离陷阱而进行的挣扎导致了捕蝇草释放动作电位,而动作电位的释放次数向捕蝇草提供了潜在信息,如:猎物大小、营养成分等等。捕蝇草可以据此平衡捕食的成本与收益。(作者:黄银华)

参考文献:Current Biology 2016;26:286-295


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