Ученые Вюрцбургского университета (Германия) обнаружили мутацию, которая лишает хищное растение венерину мухоловку Dionaea muscipula способности считать электрические импульсы, которые возникают при попадании добычи в ловушку. В результате ловчий аппарат растения работает не так, как у нормальных особей этого вида. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.
Обе половинки ловчего листа, напоминающего капкан, имеют три-четыре сенсорных волоска, которые чувствительны к прикосновениям даже таких маленьких мух, как комары. Однако, чтобы избежать срабатывания на ложные сигналы, ловушка захлопывается только при втором касании. Кроме того, если пойманное насекомое продолжает двигаться внутри ловушки и касаться волосков, то третье, четвертое и пятое касание последовательно вызывает синтез жасмоновой кислоты, герметичное закрытие ловушки и выработку пищеварительных соединений. При касании сенсорных волосков вызывается электрический импульс, который называется потенциалом действия и распространяется по всей ловушке. Потенциал действия возникает благодаря ионам кальция, создающим разность потенциалов по разные стороны клеточной мембраны, которая затем падает в результате деполяризации и вызывает деполяризацию соседних участков.
В новой работе ученые описали мутантную форму D.muscipula, которая не закрывает ловушку при втором касании и не запускает механизмы пищеварения при последующих касаниях. Этот феномен исследователи назвали дискалькулией (DYSC). Мутация не затрагивает способность растения воспринимать касания жертвы и не затрагивает генерацию потенциала действия, однако влияет на декодирование кальциевого сигнала.
Ученые выяснили, что существуют некие молекулы, называемые декодерами, которые после связывания с кальцием модифицируют эффекторные белки, например фермент LOX3, который важен для биосинтеза жасмоновой кислоты. Кроме того, кальций активирует анионный канал, отвечающий за быстрое закрытие ловушки. В последующих исследованиях ученые планируют идентифицировать декодеры кальция и их эффекторные белки.