L’acchiappamosche di Venere può sopravvivere nelle paludi povere di nutrienti della Carolina del Nord e del Sud perché compensa la mancanza di azoto, fosfato e minerali catturando e mangiando piccoli animali. Caccia con trappole a scatto che hanno peli sensoriali su di loro. Se un insetto tocca questi peli due volte, le trappole si chiudono e digeriscono la preda.
Nella sua posizione nella palude, la pianta carnivora spesso non è visibile perché ricoperta dall’erba. In estate l’erba secca. Quindi può prendere fuoco a causa dei frequenti temporali tipici della Carolina del Nord, una situazione pericolosa per l’acchiappamosche di Venere.
In che modo la pianta protegge le sue trappole vitali e i peli sensoriali dal fuoco? I biofisici Professor Rainer Hedrich e Dr. Shouguang Huang dell’Università Julius-Maximilians (JMU) di Würzburg in Baviera, Germania, hanno scoperto: L’acchiappamosche di Venere utilizza a questo scopo speciali recettori di calore nei peli sensoriali, come riferiscono i ricercatori nella rivista Biologia attuale.
L’incendio boschivo della Carolina è stato imitato a Würzburg
“Per scoprire come si comporta l’acchiappamosche quando brucia una copertura di erba secca, abbiamo trapiantato le piante con trappole a scatto aperte dalla serra al campo aperto nel giardino botanico JMU e le abbiamo coperte con fieno”, dice Rainer Hedrich. “Poi abbiamo dato fuoco al fieno da un lato e lo abbiamo costretto a spargersi dall’altra parte con un ventilatore.”
Dopo l’incendio le piante avevano chiuso tutte le trappole. Alcune trappole non presentavano danni, altre sembravano bruciate. Dopo alcuni giorni, tutte le trappole non danneggiate erano di nuovo aperte e funzionanti: si spezzavano dopo aver toccato i peli sensoriali.
L’aria calda fa scattare le trappole per mosche
“Avevamo solo recentemente chiarito la catena stimolo-risposta durante la chiusura della trappola dopo il ferimento. Ora si poneva la questione se le trappole potessero già reagire all’ondata di caldo prima di un incendio”, dice Hedrich.
I ricercatori della JMU avevano ragione nella loro ipotesi: un getto d’aria calda diretto verso la trappola era sufficiente per farla chiudere. Successivamente, gli scienziati hanno condotto esperimenti sul calore in condizioni di laboratorio controllate.
Il sensore di calore si attiva a 37 e 55 gradi Celsius
L’organo di cattura dell’acchiappamosche di Venere è costituito da due metà fogliari. Il Dr. Shouguang Huang ha messo in contatto l’esterno di metà della trappola con un elemento Peltier: con questo trasduttore elettrotermico è stato in grado di impostare selettivamente diverse temperature sulla trappola attraverso l’alimentazione di corrente controllata.
Ha scoperto che quando veniva superata la temperatura locale della foglia di 37 gradi Celsius, l’area riscaldata della trappola produceva un impulso elettrico, un potenziale d’azione che si diffondeva su entrambe le metà della trappola. “Quando la temperatura è aumentata ulteriormente fino a 55 gradi Celsius, è stato attivato un secondo potenziale d’azione e la trappola si è chiusa”, ha detto Shouguang.
Ma la reazione della trappola a 37 e 55 gradi Celsius si è attivata solo quando le temperature sono aumentate bruscamente, come in una rapida ondata di caldo. Se la temperatura aumentava solo lentamente, come nelle calde giornate estive, le trappole non reagivano.
“A differenza dell’uomo, il sensore di calore della pianta carnivora non salta quando viene superata la temperatura corporea, ma reagisce alla velocità del cambiamento di temperatura”, dice Hedrich.
Misurando l’aumento della temperatura sulla sua superficie e chiudendo le trappole in una frazione di secondo, i peli sensoriali dell’acchiappamosche rimangono protetti dalle ustioni. Il terreno umido e paludoso li protegge ulteriormente dal caldo eccessivo e dalle ustioni. Ciò gli consente di continuare a cercare cibo per animali dopo un incendio.
Il sensore di calore si trova nei peli sensoriali
Ciascuna metà della trappola ha tre peli sensoriali che sono altamente sensibili al tatto e generano potenziali d’azione. I potenziali d’azione vengono generati alla base dei peli. Lì, i canali ionici che vengono attivati dal tatto consentono al calcio di fluire nelle cellule. Questo segnale di calcio è l’innesco e allo stesso tempo parte integrante di un potenziale d’azione. I salti di calore provocano nei peli sensoriali gli stessi eventi elettrici calcio-dipendenti del tatto.
“Per tracciare il segnale del calcio, abbiamo utilizzato trappole per mosche che portano al loro interno un sensore di calcio geneticamente codificato”, afferma Hedrich. Quando i livelli di calcio cellulare aumentano, questo sensore inizia a emettere fluorescenza. “Siamo rimasti piuttosto sorpresi dal fatto che quando è stato applicato il calore, un capello sensoriale si è illuminato per primo”, ha detto. “Ciò dimostra che i peli funzionano allo stesso tempo come sensori di tatto e di calore”, conclude Hedrich.
Focus sul canale del calcio della famiglia OSCA
“Attualmente stiamo perseguendo l’ipotesi che un canale del calcio sia parte integrante del sensore di calore, o addirittura del sensore stesso”, hanno detto i ricercatori. Se ciò fosse vero, sarebbe stato scoperto un tipo di sensore di temperatura legato alla membrana, ancora del tutto sconosciuto nelle piante.
Finora la ricerca conosce i canali del calcio della cosiddetta famiglia OSCA, che possono essere attivati meccanicamente e osmoticamente. “In futuro vogliamo verificare se ci sono OSCA anche nei peli sensoriali della Venere acchiappamosche che vengono attivati dalla fornitura di energia termica, e quali delle loro aree proteiche rispondono alla meccanica e quali al calore.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
