Venus atrapamoscas Dionaea muscipula es una planta carnívora.Al atrapar a sus presas, principalmente insectos, con una estructura de atrapamiento formada por sus hojas, las glándulas de las plantas secretan una enzima para descomponer la presa y absorber los nutrientes liberados.
Aunque postulado desde los estudios pioneros de Darwin, estos eventos secretores no se han medido y analizado hasta ahora: un equipo internacional de investigadores encabezado por Rainer Hedrich, un biofísico de Julius-Maximilians-Universität JMU Würzburg en Baviera, Alemania, presenta elresultados en el diario PNAS .
Cuando una presa intenta escapar de la trampa cerrada, inevitablemente tocará los pelos sensoriales del interior. Cualquier contacto mecánico con los pelos desencadena una señal eléctrica que se propaga a través de la trampa en ondas. A partir de la tercera señal, la planta produce la hormona jasmonato; después de la quinta señal, se activan las glándulas digestivas que recubren el interior de las trampas como césped.
Las glándulas secretan vesículas ácidas para descomponer la presa
¿Qué sucede después en las células de las glándulas? Producen cada vez más burbujas membranosas llenas de líquido vesículas secretoras y emiten su contenido. Esto sucede después de la estimulación mecánica de los pelos sensoriales pero también cuando las glándulas entran en contacto con la hormona jasmonato.Todo el proceso depende del calcio y está controlado por una serie de proteínas específicas.
Además, los genes se activan en las glándulas: "Suponemos que proporcionan las vesículas cargadas con protones y cloruro, que es ácido clorhídrico", explica Hedrich y agrega: "Utilizamos electrodos sensibles a los iones para medir eso repetidoEl contacto de los pelos sensoriales desencadena la entrada de iones de calcio en la glándula. El aumento del nivel de calcio en el citoplasma hace que las vesículas se fusionen con la membrana plasmática, de manera similar a la secreción neurotransmisora de las neuronas. La entrada de calcio es seguida por la salida de calcio.protones y cloruro después de un retraso de tiempo ".
Análisis concluyente con electrodos de fibra de carbono
¿Qué más contienen las vesículas de la glándula? Esto se analizó utilizando electrodos de fibra de carbono en cooperación con Erwin Neher Gotinga, ganador del Premio Nobel, que tiene mucha experiencia con esta técnica. Junto con Neher, el investigador de JMU SönkeScherzer ajustó el método de medición a las condiciones que prevalecen dentro del atrapamoscas Venus.
El equipo colocó un electrodo de fibra de carbono sobre la superficie de la glándula y esperó con entusiasmo lo que sucedería. "Al principio, nos sentimos decepcionados porque no detectamos de inmediato señales conocidas de células secretoras en humanos y animales", recuerda Scherzer.
¿Las vesículas deben contener ácido clorhídrico en las primeras horas después de atrapar a la presa pero aún no tienen enzimas digestivas? ¿Y aún no hay moléculas que aseguren el funcionamiento de las enzimas en el ambiente ácido? ¿La planta tiene que producir todo esto primero?
Así es exactamente como funciona: la bióloga molecular Ines Fuchs descubrió que la planta solo comienza a producir las enzimas que descomponen a la presa después de varias horas. Las primeras señales características ocurrieron después de seis horas y el proceso estaba en pleno desarrollo 24 horas después.Durante esta fase, la trampa es completamente ácida y rica en enzimas digestivas.
El efecto estabilizador del glutatión mantiene las enzimas en forma
El profesor Heinz Rennenberg Friburgo también encontró glutatión GSH en la enzima secretada. Esta molécula mantiene las enzimas funcionales en el ambiente ácido de la trampa para moscas de Venus.
Los mismos procesos descritos anteriormente tienen lugar en el mismo orden cronológico tanto cuando se estimulan los pelos sensoriales como cuando se expone la trampa a la hormona jasmonato solamente. "Un toque activará muy rápidamente la vía de señalización del jasmonato, pero lleva tiempo hasta quelas vesículas se producen y cargan con la carga adecuada que es facilitada por la hormona ", explica Hedrich.
El calcio es un ingrediente obligatorio
La forma en que la Venus atrapamoscas inunda su "estómago verde" con la mezcla adecuada y descompone la presa en sus nutrientes se puede visualizar usando imágenes de resonancia magnética. Eberhard Munz del centro MRT del Departamento de Física de la JMU fue responsable de esta tarea.
Sus experimentos también mostraron que cuando se bloquea la entrada de calcio en las glándulas, la trampa permanece seca. "La activación de calcio de las células de la glándula es, por lo tanto, crucial", dice Hedrich. "Así que ahora veremos más de cercabiología de los canales de calcio de Venus atrapamoscas. También queremos investigar el mecanismo que cuenta las señales transmitidas por los pelos sensoriales en la glándula y se traduce en biología dependiente de jasmonato ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Würzburg . Original escrito por Robert Emmerich. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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