Хуткія рухі раслін. Насякомаедныя расліны

Вы знаходзіцеся: Хуткія рухі раслін

Шматлікія насякомаедныя расліны сустракаюцца ў багністых раёнах з нізкім утрыманнем азоту ў глебе. Гэтыя расліны задавальняюць частку свайго запатрабавання ў азоце, улоўліваючы казурак лісцем і пераварваючы затым здабычу. Гэта інверсія больш звычайных адносін паміж жывёламі і раслінамі інтрыгавала шматлікіх даследнікаў, у тым ліку Чарлза Дарвіна. Праведзеныя ім простыя досведы паказалі, як дабратворная для насякомаедных раслін мясная дыета (табл. 13.1).

Дарвін даследаваў па істоце ўсе аспекты паводзін гэтых дзіўных раслін, пачынальна ад іх метадаў захопу здабычы да хімічных асаблівасцяў працэсу яе пераварвання. Яго дасціпныя досведы, старанна сабраныя дадзеныя і бліскучыя высновы павінны захапляць усіх біёлагаў. Некаторыя з яго кніг паказаны ў бібліяграфіі ў канцы гэтай часткі.

Насякомаедныя расліны, выяўленыя сярод грыбоў і ў шасці сямействах пакрытанасенных, могуць выкарыстоўваць пасіўны (накшталт ліпкай паперы) ці актыўны механізм лоўлі казурак (мал. 13.5). Пасіўныя пасткі звычайна чашеобразные і глыбокія. Казурцы, якое ўляцела ці запаўзло ў адну з іх, цяжка абрацца так хутка, каб пазбегнуць пашкоджанні кіслым сакрэтам і не быць забітым якія змяшчаюцца ў ім стрававальнымі ферментамі. У такіх пастках паверхня ліста пакрыта слізістым рэчывам, обездвиживающим казурка. Такія рэчывы, галоўным чынам вугляводы, сінтэзуюцца жалезістымі клеткамі на паверхні ліста і выводзяцца з клеткі сакраторнымі бурбалкамі диктиосом. Некаторыя насякомаедныя расліны, напрыклад расіца (Drosera), выкарыстоўваюць як 'ліпкую паперу', так і актыўны механізм лоўлі: казуркі, якія патрапілі ў клейкі сакрэт, б'юць ножкамі і крыламі, раздражняючы такім чынам сэнсарныя клеткі змешчаных паблізу валасінак.

Гэтыя валасінкі ахопліваюць казурку і прыводзяць яго ў кантакт з жалезістымі клеткамі, якія вылучаюць моцныя кіслоты і гідралітычныя ферменты. Рухі пасткі параўнальна павольныя

у раслін з камбінаваным пасіўна-актыўным механізмам лоўлі казурак і значна хутчэй у такіх раслін, як венерына валасянка (Dionaea), якая пры лоўлі казурак належыць вылучна на рухі пасткі.

Пастка ў Dionaea складаецца з ліста, які ўтварае дзве лопасці з шэрагам валасінак па краі і трыма триггерными валасінкамі, размешчанымі на верхняй паверхні ў выглядзе трыкутніка (мал. 13.6). Механічнае раздражненне аднаго з триггерных валасінак выклікае адзін-адзіны патэнцыял дзеяння, які распаўсюджваецца па клетках валасінкі і лопасці, узбуджаючы ў выніку клеткі лопасці, змена аб'ёму якіх выклікае яе рух.

Для зачынення пасткі неабходны два паслядоўных патэнцыялу дзеяння ці нават больш, калі інтэрвал паміж двума патэнцыяламі больш 15 з. Гэта ўмова (падобна неабходнасці шэрагу паслядоўных дзён для фотопериодической індукцыі) мяркуе наяўнасць прымітыўнага тыпу 'памяці'. Расліна яшчэ 'памятае' першы патэнцыял дзеяння, калі другі ідзе за першым досыць хутка, але гэты 'след памяці' неўзабаве сціраецца. Відаць, адзін патэнцыял дзеяння прыводзіць да павелічэння колькасці нейкага рэчыва, які кантралюе рух. Узровень гэтага рэчыва, якое з часам павінна руйнавацца, пасля аднаго раздражнення ўсё яшчэ застаецца подпороговым. Але калі другі патэнцыял дзеяння прыйдзе раней, чым гэты ўзровень істотна зменшыцца, канцэнтрацыя рэчыва перавысіць парог узрушанасці і адбудзецца рэакцыя.

Рух пасткі адбываецца надзвычай хутка, як і павінна быць для таго, каб можна была злавіць казурка. Увесь працэс, уключаючы пераўтварэнне стымулу, перадачу сігналу і зачыненне пасткі, завяршаецца менш чым праз 0,1 з пасля дастатковага раздражнення. Зачыненне пасткі ў Dionaea, гэтак жа як і ў никтинастических раслін, кантралюецца зменамі аб'ёму ключавых маторных клетак; аднак не ясна, ці гуляюць Да+, С1- ці іншыя неарганічныя іёны значную ролю ў рэгуляцыі іх тургора.

Двухразовае раздражненне не вядзе да поўнага зачынення пасткі. Таму вельмі дробныя казуркі могуць выпаўзці паміж валасінкамі і выратавацца. Але калі казурка кранае сэнсарная валасінка, то кожны раз узбуджаецца новы патэнцыял дзеяння, пастка зачыняецца шчыльней і стымулюецца сакрэцыя кіслот і стрававальных ферментаў жалезістымі валасінкамі на верхняй паверхні ліста. Такім чынам, якая супрацівіцца казурка паскарае сваю ўласную згубу

Пастка ў Dionaea застаецца зачыненай датуль, пакуль усё цела казуркі, акрамя яго шкілета, не будзе пераварана; калі казурка буйнае, гэта можа доўжыцца тыдзень і больш. Калі ж пастка зачынілася ў выніку раздражнення нейкім нехарчовым аб'ектам (не казуркам) ці кароткачасовага механічнага ўздзеяння, яна можа зноў адкрыцца ўжо праз некалькі гадзін. Такім чынам, як склаў Дарвін, самі прадукты пераварвання трымаюць пастку зачыненай. Калі ежа пераварыцца і пастка зноў адкрыецца, лісце зноў апынуцца ў гарызантальным становішчы, аптымальным для фотасінтэзу. Такім чынам, у адсутнасць мясной ежы расліна вяртаецца да аўтатрофнага, фотасінтэтычнага сілкавання.