ความเข้มข้นของแคลเซียมในเซลล์ใบส่งสัญญาณเมื่อพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารควรปิดตัวลง
“หน่วยความจำ” ระยะสั้นของ Venus flytrap สล็อตเครดิตฟรี สามารถอยู่ได้ประมาณ 30 วินาที หากแมลงแตะขนที่บอบบางของพืชเพียงครั้งเดียว กับดักก็จะยังคงอยู่ แต่ถ้าแมลงแตะอีกครั้งภายในเวลาประมาณครึ่งนาที ใบไม้ของต้นไม้ที่กินเนื้อเป็นอาหารก็จะปิดลงและดักจับเหยื่อของมัน
วิธีที่ Venus flytraps ( Dionaea muscipula ) จำได้ว่าการสัมผัสครั้งแรกเป็นเรื่องลึกลับ การศึกษาใหม่เปิดเผยว่าพืชใช้แคลเซียม นักวิจัยรายงาน ออนไลน์5 ตุลาคมในNature Plants
นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าพืชบางชนิดมีความจำระยะยาว ผู้เขียนร่วมการศึกษา Mitsuyasu Hasebe นักชีววิทยาจากสถาบัน National Institute for Basic Biology ในเมือง Okazaki ประเทศญี่ปุ่นกล่าว ตัวอย่างหนึ่งคือ vernalization โดยที่พืชจำความหนาวเย็นในฤดูหนาวอันยาวนานเป็นสัญญาณที่จะออกดอกในฤดูใบไม้ผลิ แต่ความจำระยะสั้นกลับเป็นปริศนามากกว่า และ “นี่เป็นหลักฐานโดยตรงข้อแรกเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของแคลเซียม” Hasebe กล่าว
แม้ว่าพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องใบเหมือนขากรรไกรไม่มีสมองหรือระบบประสาท แต่ก็สามารถนับได้ถึงห้าและแยกความแตกต่างระหว่างเหยื่อที่มีชีวิตกับสิ่งต่างๆ เช่น ฝน ซึ่งอาจทำให้ใบของมันปิดโดยไม่ได้ตั้งใจ ทำให้สิ้นเปลืองพลังงาน ( SN: 1/24/16 ). การวิจัยก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าแคลเซียมมีบทบาทในกระบวนการนี้ แต่ด้วยความช่วยเหลือจากพันธุวิศวกรรม Hasebe และเพื่อนร่วมงานสามารถมองเห็นแคลเซียมได้จริง
นักวิจัยได้เพิ่มยีนลงใน flytraps ของ Venus ที่ผลิตโปรตีน ซึ่งเรืองแสงเป็นสีเขียวเมื่อสัมผัสกับแคลเซียม เมื่อทีมเคาะผมที่รับรู้ของกับดัก ฐานของผมนั้นเริ่มเรืองแสง จากนั้นแสงก็กระจายไปทั่วใบไม้ก่อนที่จะเริ่มจางลง เมื่อนักวิจัยจับผมเป็นครั้งที่สอง หรือจับผมอีกเส้นบนใบ ภายใน 30 วินาที ใบไม้ของกับดักก็สว่างขึ้นกว่าเดิม และพืชก็ปิดตัวลงอย่างรวดเร็ว
นักวิจัยกล่าวว่าผลการศึกษาพบว่าหน่วยความจำระยะสั้นของ flytrap คือการขึ้นและลงของแคลเซียมภายในเซลล์ของใบ ทุกครั้งที่มีการกระตุ้นเส้นผม มันจะส่งสัญญาณการปลดปล่อยแคลเซียม เมื่อความเข้มข้นของแคลเซียมถึงระดับหนึ่ง ซึ่งทำได้ในวินาทีนั้น แคลเซียมที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว กับดักจะปิดลง
ให้อาหารฉัน
รูปภาพของ Flytrap ของ Venus ที่ดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อให้เรืองแสงแสดงให้เห็นว่าระดับแคลเซียมในกับดักพืชจะเพิ่มขึ้น และจากนั้นก็เริ่มจางลงหลังจากขนที่รับความรู้สึกเส้นหนึ่งของมันถูกเคาะ การแตะครั้งที่สองทำให้แคลเซียมพุ่งเข้าสู่เซลล์ในใบมากขึ้น เกินเกณฑ์ที่ทำให้กับดักปิดลง การศึกษาใหม่พบว่า ถึงกระนั้น การวิจัยไม่ได้เปิดเผยความลับทั้งหมดของพืช ผู้เขียนร่วม Rainer Hedrich นักชีวฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Würzburg ในเยอรมนี กล่าวว่า เพื่อตรวจจับเหยื่อ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าระบบหน่วยความจำแคลเซียมทำงานควบคู่กับเครือข่ายไฟฟ้านั้นอย่างไรเพื่อกระตุ้นการทำงานของพืช
Andrej Pavlovič นักสรีรวิทยาพืชจากมหาวิทยาลัย Palacký ในเมือง Olomouc สาธารณรัฐเช็ก ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าวว่า “ความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดของแคลเซียมและสัญญาณไฟฟ้าเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วในพืชธรรมดา ดังนั้นจึงคาดว่าน่าจะเกิดขึ้นใน Flytrap ของดาวศุกร์” แต่ส่วนที่น่าสนใจที่สุดของการวิจัยคือการทำให้กับดักเรืองแสงได้ เขากล่าว การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมดังกล่าวพบได้บ่อยในพืชที่มีการศึกษาบ่อยๆ แต่จะทำได้ยากกว่าในพืชที่กินสัตว์อื่นที่ได้รับการศึกษาน้อย ดังนั้นการประสบความสำเร็จในวิศวกรรมยีนของแมลงวันเพื่อให้พืชเรืองแสง “เป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในการศึกษาพืชที่กินเนื้อเป็นอาหาร”
เขาเสริมว่าอูฐป่าที่กระต่ายบอกว่าเขาจะผสมพันธุ์นั้นมีประวัติที่ไม่ชัดเจน พวกเขาถูกเลี้ยงดูมาในกรงใกล้กับสัตว์เลี้ยงและอาจผสมพันธุ์กับพวกมัน การปล่อยอูฐเหล่านี้อาจนำโรคมาสู่ฝูงสัตว์ป่า และลูกหลานของพวกมันอาจมียีนที่มาจากบ้าน
“ถ้า [ฝูงสัตว์] ปะปนกัน บางทีเราอาจสูญเสียแหล่งพันธุกรรมที่ป่าเถื่อน” Tuvdendorj Galbaatar รองประธานสถาบันวิทยาศาสตร์มองโกเลียกังวล
Galbaatar กล่าวว่าทีมของ Reading กำลังนำความเชี่ยวชาญด้านชีววิทยาการอนุรักษ์ที่จำเป็นมากมาสู่มองโกเลียเพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ สหประชาชาติและธนาคารโลกกำลังให้ทุนสนับสนุนการศึกษา 5 ปีซึ่งรวมถึงการสร้างสถานีวิจัยถาวรในทะเลทรายโกบี
ปลายปีนี้ เรดดิ้งและเพื่อนร่วมงานวางแผนที่จะจับอูฐมากขึ้น และทำการศึกษาทางพันธุกรรมต่อเช่นเดียวกับที่ทำบนอูฐ นักวิจัยยังจะรวบรวมอุจจาระที่ฝูงสัตว์ป่าสัญจรไปมาอย่างอิสระทิ้งไว้ ตัวอย่างควรระบุอาหารของสัตว์และลายเซ็นของฮอร์โมน ซึ่งสามารถบอกนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสรีรวิทยาและการสืบพันธุ์ของอูฐได้
เรดดิ้งกล่าวว่า “เทคโนโลยีช่วยให้เราก้าวเข้าสู่สภาพแวดล้อมที่โหดร้ายเช่นนี้ และศึกษาสัตว์ที่ขี้อายอย่างไม่น่าเชื่อ”
