Сеянец венериной мухоловки
Семечка проклюнулась 18 октября)
Кусь!
Венерина мухоловка (Dionaea muscipula) - хищное растение семейства Росянковые (Droseracea).
Она растёт в сырых местах на скудных песчаных почвах в США. Её лист состоит из двух створок с длинными зубцами, на каждой из которых - по 3 чувствительных шипика. Стоит прикоснуться к ним, как лопасти начинают сближаться, листовая пластинка складывается по средней жилке. Как книга! Через секунд 20 добыча зажата между створками, и особые желёзки переваривают её несколько дней.
Почему же так называемые плотоядные растения поедают насекомых и других существ? Они не коварны - просто их почва лишена важных питательных веществ. Выживают как могут.
Аптекарский огород, Москва
В Питере шаверма и мосты, в Казани эчпочмаки и казан. А что в других городах?
Мы постарались сделать каждый город, с которого начинается еженедельный заед в нашей новой игре, по-настоящему уникальным. Оценить можно на странице совместной игры Torero и Пикабу.
Реклама АО «Кордиант», ИНН 7601001509
Белки-мухоловки
Вы когда-нибудь задумывались, как хищные растения, не имея ни нервов, ни мышц, могут молниеносно захлопывать свои ловушки, когда на них садится насекомое? За молекулярные основы этого процесса взялся поистине звездный состав исследователей: группы Ардема Патапутиана, специалиста по механочувствительным ионным каналам и нобелиата 2021 года, и Джоан Чори – одной из самых влиятельных физиологов растений нашего времени. Их статью, опубликованную в прошлом году в журнале eLife (Procko et al., 2021), мы разберем в этой заметке.
Joann Chory, SALK INSTITUTE 2019
Ardem Patapoutian
Большинство растений способны изменять свой рост в ответ на механические стимулы – гравитацию или изменения тургорного давления. Рост, конечно, происходит медленно. Но у некоторых растений в процессе эволюции возникли механизмы быстрых ответов на прикосновение – чтобы не быть съеденным травоядными животными, как, например, у мимозы стыдливой, или, наоборот, чтобы поедать самих животных, как это делают хищные растения. Венерина мухоловка растет на бедных почвах, и ее предки «научились» получать биогенные элементы, в первую очередь азот, из насекомых.
Так уж вышло, что для большинства движений живых организмов совершенно необходимо изменение мембранного потенциала – разности электрических потенциалов на внешней мембране клетки, возникающей из-за разницы концентраций различных заряженных частиц – ионов. Например, для сокращения мышц у человека нужно, чтобы ионы кальция, вошедшие в мышечную клетку, связались с сократительными белковыми нитями и запустили их скольжение друг относительно друга. Мембранный потенциал может меняться, если в мембране откроются каналы, пропускающие какой-то тип ионов. Почему они открываются? Стимулом для открытия каналов могут быть изменения мембранного потенциала (так получаются петли обратной связи), действие сигнальных молекул на мембранные рецепторы, температура или механические стимулы. Так мы приходим к идее механочувствительных ионных каналов. Выяснилось, что белки, образующие механочувстительные каналы, закодированы в геномах самых разных живых организмов – от кишечной палочки до арабидопсиса и человека. Они делятся на несколько семейств разного происхождения.
Ловушка венериной мухоловки закрывается в ответ на прикосновение за 100 миллисекунд. Поэтому гипотеза о том, что цепочка сигналов, вызывающих ее движение, начинается с механочувствительных каналов, кажется вполне разумной.
Захлопывание ловушки венериной мухоловки, видео из обсуждаемой статьи.
Как именно происходит закрытие ловушки? На видоизмененных листьях, которые образуют ловушку, есть по три или четыре механочувствительных волоска. Изгиб одного волоска вызывает вход ионов кальция и потенциал действия (скачок мембранного потенциала), который распространяется по всемй ловушке. Но для ее закрытия требуется смещение еще одного волоска и дополнительная порция кальция – видимо, чтобы снизить вероятность ложных срабатываний. Это было описано уже в 1873 году (полный текст этой статьи 1873 года можно прочитать на сайте журнала, и это две страницы чистого удовольствия Burdon-Sanderson, 1873). Замечу, что в обсуждаемой статье авторы равноценно ссылаются на работы 1873, 1910, 1942, 1970, 2005, 2015 и 2020 годов в одном абзаце. Такую практику цитирования редко встретишь в работах про ионные каналы, и эта преемственность в сочетании с современными методами стала еще одной причиной поделиться этой статьей с читателями.
А. Строение ловушки венериной мухоловки. B. Строение чувствительного волоска: P – основание; In –шейка; L – рычаг. C, D. Гены, экспрессия которых в чувствительных волосках выше, чем в ткани остальной ловушке. Рисунок из обсуждаемой статьи.
В поисках молекул ионных каналов, обеспечивающих закрытие ловушки, авторы решили отсеквенировать РНК в клетках чувствительных волосков, ловушки и обычных листьев, чтобы выяснить, экспрессия каких генов в них отличается. Тут начинаются сложности. Во-первых, для венериной мухоловки нет генетически чистых лабораторных линий, из которых можно было бы раздобыть много материала для анализа. Поэтому авторы прибегли к вегетативному размножению этих растений, чтобы получить генетически идентичный клон. Что, впрочем, не спасает от гетерозиготности этого клона: копии генов, полученные от двух родителей, различаются. Во-вторых, у венериной мухоловки достаточно большой геном, в двадцать раз больше генома стандартного модельного растения резуховидки (она же арабидопсис). В итоге авторы получили 28 тысяч последовательностей матричных РНК, что больше 21 тысячи предсказанных генов, вероятно, в силу альтернативного сплайсинга и аллельных различий.
Среди транскриптов, которые чаще встречались в клетках чувствительных волосков, авторы выделили те, которые кодируют трансмембранные белки, пересекающие мембрану более одного раза. Из 45 кандидатов три оказались гомологичны известным механочувствительным каналам других организмов. Два были родственны бактериальным механочувствительным каналом низкой проводимости MscS и относились к растительному семейству MSL (Msc-S-Like), а третий был гомологичен растительным каналам семейства OSCA. Авторы назвали первые два белка буквально мухоловками – FLYCATCHER1 и FLYCATCHER2 (FLYC1 и FLYC2), а третий DmOSCA, от латинского названия венериной мухоловки Dionaea muscipula.
Ген FLYC1 экспрессировался в чувствительных волосках в 85 раз сильнее, чем в остальной ткани ловушки. Другие два кандидата были для чувствительных волосков гораздо менее специфичны.
Чувствительный волосок состоит из трех элементов: основания, шейки и рычага. FLYC1 экспрессировался именно в тканях шейки, которая и изгибается при прикосновению к волоску, DmOSCA находился в большем количестве в тканях шейки, но также и в других частях чувствительных волосков. А продукт гена FLYC2 авторы не смогли обнаружить с помощью использованного ими метода флуоресцентной гибридизации in situ.
A, C. Окрашивание чувствительного волоска толуидиновым синим. B, D, E Флуоресцентная in situ гибридизация отдельных молекул. Продольный (A, B) и поперечный (С, D, E) срезы. Красная флуоресценция с пробой против FLYC1 наблюдается в тканях шейки (B, верхняя панель, D), но не в тканях рычага (E), и отсутствует в контроле (B, нижняя панель). В контроле и в тканях рычага наблюдается красная аутофлуоресценция клеточных стенок. Рисунок из обсуждаемой статьи.
Затем авторы решили проверить, достаточно ли белка FLYC1 для возниконовения механочувствительного тока в клетках, в которых нет собственных механосенсоров. Для этого авторы взяли культуру человеческих клеток HEK, в которых выключен ген PIEZO1, кодирующий у человека основной механочувствительный канал. Генетический код в первом (да и во втором) приближении одинаков у всех живых организмов, поэтому ничто не мешает клеткам человека производить растительные белки, если вставить растительный ген в подходящий вектор. Однако есть нюанс: предпочтения по эффективности различных кодонов немного различаются в разных группах организмов, поэтому для достаточного уровня экспрессии белка в клетках далекого таксона нужно оптимизировать используемые в нем кодоны. Это еще одна сложность при работе с немодельными организмами, впрочем, довольно легко преодолимая в наше время, когда есть коммерческие сервисы по синтезу генов с любой последовательностью.
Более того, использование такой гетерологичной системы экспрессии (то есть клеток другого организма) значительно усиливает вывод о том, что данный белок и есть искомый канал. Ведь можно представить себе, что этот белок пропускает токи не сам, а помогает в этом какому-то другому белку. Тогда, если взять клетки листа растения и экспрессировать в них белок из того же растения, то может оказаться, что в этих клетках исходно был белок «настоящего канала», который был неактивен без своего партнера, но дает токи в его присутствии. В то время как использование клеток эволюционно очень далекого организма позволяет почти полностью исключить такой сценарий.
Итак, авторы экспрессировали оптимизированную под клетки млекопитающих последовательность FLYC1 и с помощью метода локальной фиксации потенциала (который никто так не называет, а называют patch-clamp) записали токи в ответ на изменение давления в микроэлектроде. Не буду перечислять все характеристики этого тока, кроме того, что этот канал избирательно пропускает ионы хлора. Хлоридные токи удивительны тем, что могут вызывать как деполяризацию (то есть сдвигать мембранный потенциал к более положительным значениям), так и гиперполяризацию (делать мембранный потенциал еще более отрицательным) в зависимости от исходных концентраций хлорида внутри клетки. И в первом случае они могут вызывать открытие потенциалзависимых кальциевых каналов и генерацию потенциалов действия, что и происходит в чувствительных волосках венериной мухоловки.
Для двух оставшихся генов-кандидатов авторы не смогли записать ионные токи в аналогичных условиях, что все же неудивительно: механизмы сворачивания и транспорта белков в клетках растений и животных все же немного отличаются. Возможно также, что порог активации этих каналов слишком высок, и для их активации требуется такое давление в микроэлектроде, какого в эксперименте невозможно достичь: клетку просто «сдует».
Охота росянки, видео из обсуждаемой статьи.
И наконец авторы задались вопросом, насколько консервативна роль белка FLYC1 у хищных растений семейства росянковых. Они взяли капскую росянку, у которой механизм ловли насекомых отличается от такового у венериной мухоловки: на листе росянки есть щупальца с покрытыми слизью головками. Когда насекомое садится на лист, оно прилипает к слизи, а щупальца изгибаются по направлению к центру листа, чтобы еще сильнее связать жертву и заняться ее перевариванием. У росянки авторы нашли два гомолога FLYC1: FLYC1.1 и FLYC1.2. Они экспрессировались во внешних секреторных клетках щупалец. Но, как и в случае с FLYC2 и DmOSCA венериной мухоловки, авторы не смогли записать в культуре клеток токи, вызванные этими белками. Они полагают, что здесь трудность тоже заключается в правильном сворачивании белков в пространстве или их доставке на мембрану. Но тот факт, что эти белки локализуются в «правильных» клетках столь отличного по строению листа росянки, дает основания считать, что белки этого семейства служат механосенсорами и у росянки.
A, B. Лист росянки. C. Экспрессия FLYC1.1 и FLYC1.2 в тканях щупалец относительно ткани листа. D. Строение щупальца росянки: X – ксилема; E – эндодерма; S – секреторные клетки. E. Флуоресцентная. гибридизация in situ показывает экспрессию FLYC1.1/2 в секреторных клетках. Рисунок из обсуждаемой статьи.
Чего бы еще хотелось увидеть? Конечно, выключить эти гены и посмотреть, что получится! Но тут мы опять упираемся в проблемы изучения немодельных организмов: у исследователей просто нет устоявшихся методов для выключения генов в клетках хищных растений. Да, эти методы не должны сильно отличаться от того, как это делается для арабидопсиса, но дьявол в деталях. Хорошая новость заключается в том, что протокол для получения трансгенных мухоловок уже разработали исследователи из Японии (Suda et al., 2020). Так что ждем дальнейших работ по одним из самых удивительных, по словам Чарльза Дарвина, растений на свете.
Наш дзен: https://dzen.ru/id/6309229a98f36728dd8046f0
Текст: #Гурьев@inbioreactor
Редактура: #Золина@inbioreactor #operkfs@inbioreactor
Венерина мухоловка дома - пересадка
Всем привет!
Первые два поста можете найти по ссылкам:
Венерина мухоловка дома - это не сложно!
Венерина мухоловка дома часть 2
Заключительный пост о моем питомце!
Драмма, расчлененка, шок-контент и массовые истребления - тут будет все, а так же подробное описание опыта внеплановой пересадки.
Начну с предыстории...
За год жизни, стало отчетливо видно, что у меня аж 4 отдельных растения: большое (Б), среднее (С) и два малыша (М1 и М2).
На момент первого поста жила себе моя мухоловка вполне сносно.
Из замечаний было:
* Б очень медленно рос и будто закопался глубоко под землю
* малыши как-то часто темнели, новые ловушки еле поспевали отрастать как приходилось срезать старые
* появилось большое количество мелких белых букашек. Видимо, перелил несколько раз когда оставлял цветок один на время отпусков. Вообще букашки едят мертвые остатки, но в большом количестве могут приняться и за живое
Почитал про пересадку: это купить земли, возможно докупать горшки и т.п. а я на самом деле ни разу не цветник. Так и жили, думал дотянуть до весны.
Но вот события следующих дней меня вывели )
1. При очередной проверке цветка я обнаружил что Б выпускает ловушки прямо под землю. Они были тонкие, бледные, изогнутые, в общем - жуткие. Торчали прям в земле, створками раздвигая почву.
2. Одной ночью я подошёл проверить цветок и увидел, как мою любимицу М2 облепили эти мелкие жуки. Сидели даже на ловушке, но та не смыкалась.
Этого стерпеть я не смог )
На следующий же день я почитал разных статей и, вечером того же дня, взялся за аварийную пересадку. Все делалось спонтанно и в состоянии аффекта поэтому перенимать данный опыт стоит с осторожностью )
Задачи были следующие:
* Уничтожить всю живность в земле не повредив растение
* Нормально рассадить питомцев по горшку
Проблемой было отсутствие новой земли.
Чтож, я взял пару ёмкостей для микроволновки и начал операцию.
1. Чайной ложкой делал подкопы и, потихоньку разрыхлив землю, доставал мухоловки из горшка и перекладывал их в стеклянную крышку.
2. Пересыпал всю землю в специальную ёмкость для микроволновки. Накрыл крышкой и поставил на 7 минут.
где-то на середине останавливал, перемешивал и снова ставил прокаливаться
3. Параллельно промыл корни всех растений, положил их в ёмкость с водой и принялся изучать
С растениями М1,М2,С ничего интересного, стоит только отметить что у всех довольно редкие тонкие корни что облегчает их извлечение из горшка
Вот Б самое интересное. Оно было действительно жутким. От частых обрезаний листов (видимо ещё в магазине) оно смешалось в сторону и в итоге начало расти в бок. Корневище было слишком большим и деформированным, поэтому я решил разделить его на два цветка. Просто разломал пополам там, где посчитал нужным. Часть с отрезанными листьями под которой даже не было корешков решил выбросить. В итоге получился страшный уродец с не ловушками а огрызками, и кое-как уцелевший Б2
Б:
Остаток который выбросил:
Бедолага Б1
Заметил,что у Б2 растет сбоку малыш, не стал его трогать:
Как закончил калечить бедные цветы, вынул землю из микроволновки - там больше никто не копошился, сунул остужать на улицу, затем в холодильник.
Пока земля остужалась, решил что М1 я переселю в отдельный импровизированный горшок. Взял какую-то соусницу, просверлил в дне несколько дырок и поставил в соусницу побольше, она служила поддоном.
Как земля достигла комнатной температуры, начал пересадку. Решил использовать следующий лайфхак:
1. Засыпал землю на дно горшка
2. За ловушки развесил по краям горшка Б1, Б2, С, М1
3. Аккуратно насыпал землю в центр чтобы она ложилась на расправленные корни.
4. С М2 сделал тоже самое в отдельном горшке
Получилось следующее:
Я их обильно пролил водой и оставил в тени.
следующие несколько дней не трогал. Честно говоря, был готов, что после такого эксперимента они все перемрут.
С ужасом стал наблюдать, как молодые ловушки начавшие свой рост ещё до пересадки чернели сохли и погибали у всех цветков, или вырастали недоразвитыми.
Я это связываю с тем, что много времени заняла пересадка, а после ещё на 3 дня оставил растение без света. Ему просто не хватало материалов достроить то, что было начато до такого стресса.
Далее стало ещё веселее, на земле появился какой-то налет. Я так и не понял плесень это или некая минерализация.
Тут же купил на озоне готовую почву для хищных растений, а все такие комки достал из земли и просушил. После просушки налет пропал. Купленную почву так и не использовал, до сих пор лежит в холодильнике. Ждёт весны.
И вот уже прошло месяца 3 с судного дня. Мухоловке вернул освещение, вовремя поливал и выставлял за окно охотиться.
Все растения разрослись с небывалой силой!
На М1 иногда появлялся на почве налет но пропал как-то сам собой.
И вот их состояние на сегодняшний день:
Эксперимент был довольно рисковый, но все закончилось хорошо, что подтверждает мой первоначальный тезис:
Венерина мухоловка дома - это не сложно! )
Просто, относиться к ней нужно не как к цветку, а как к питомцу, которого нужно любить и о ком нужно заботиться.
Впереди вторая зимовка, а весной сделаю пересадку в новую землю и новый горшок.
Всем спасибо за внимание!
Наклепал длиннопост и чуть не убил своих питомцев
специально для Пикабу! )
Да, кстати, можете подписаться я тут решил начать писать всякие интересности.
Венерина мухоловка дома - это не сложно!
Всем привет!
Решил вам рассказать про своего домашнего питомца и основные моменты по уходу за ним.
Дионея, она же Венерина мухоловка.
Бытует мнение, что этот цветок очень капризный к условиям содержания, и это может отталкивать желающих приобрести эту чудную диковинку.
Я мечтал о нем, пожалуй, с детства и слышал, что без особого ухода тут не обойтись. Но, когда переехал в квартиру с осмосом, понял что нужно попытаться! )
Итак, что же нужно знать о Дионеи, чтобы решить для себя потяните вы уход за ней или нет.
Идём от самого важного по порядку:
1.Поливать цветок водой из обратного осмоса или качественной дистиллированной водой.
2. Подсвечивать растение лампой по 10-12 часов в сутки.
3. Подрезать чернеющие части (только их)
листков, оставляя еще здоровые.
4. Отпралять мухоловку на зимовку на теплый балкон/в холодильник.
5. Кормить мухоловку в течения лета по 1-3 мухи в месяц.
6. Нельзя баловаться и эксперементировать над ловушками.
В общем то и все. Кажется, не особо трудно если выполним п.1
Дальше будет подробное пояснение с картинками )
1. Дионеи нужна чистая деминерализованная вода. (осмос без минерализатора или дистиллят)
У меня в квартире установлен обратный осмос и именно им я поливаю свое растение. Чувствует оно себя с такой водой прекрасно, а вот покупные бутылки дестилированной воды чаще всего таковыми не являются, поэтому, используя дешевую воду, вы по-тихоньку портите почву растения, а это для него смертельно.
Это ключевой момент, который нужно учесть при покупке. Все остальное решается просто и дёшево. Осмос, либо качественный чистый дистеллят. Но готовы ли вы его покупать на постоянной основе? Растение многолетнее! Поехали дальше.
2. Свет. Если вы хотите, чтобы ваш цветок был ярким и красивым, ему необходимо ежедневное освещение. После покупки моя Дионея стояла все время у окна но новые листья выростали зелеными и не хотели краснеть. Начитавшись статей, я купил себе фитолампу на озоне, лампу на прещепке с авито и имеющуюся у меня умную розетку от Xiaomi и настроил ежедневное освещение цветка по 12 часов в день (10 оказалось не достаточно). Чтобы розовый цвет не нервировал, поставил расписание с 4:00 по 16:00. Этот пункт так же важен для здоровья цветка.
3. Правильный уход.
Обрезать чернеющие ловушки (лист срезать под корень только если он сам уже чернеет)
Следить за влажностью цветка поливая его примерно раз в 2-4 дня. Полив только в поддон цветка. После зимовки настоятельно рекомендуется обрезать цветонос сразу после его появления. На его рост и цветение у мухоловки уходит очень много сил, которые лучше пустить на рост новых ловушек.
Пересаживать растение желательно сразу после покупки (я покупал уже пересаженный вариант) и, в целом, раз в 2-3 года.
4. Зимовка
Это тоже очень важный пункт чтобы ваш цветок не превратился в односезонный экзотический букет.
Что делал конкретно я:
* Начал подготовку к зимовке в ноябре
* Обрезал все вялые/почерневшие ловушки и листы
* Полил растение (полил хорошо, можно было в два раза меньше)
* Накрыл цветок целофановым пакетом
* Настроил холодильник на +5° и убрал цветок на вернюю полку холодильника: этосамое теплое место.
* Каждые 2-3 недели доставал цветок, подрезал все чернеющие листки, следил, чтобы не появилось никакой плесени (ее не было, так что тут ничего не предпринимал)
После зимовки цветок выглядел вот так:
5. Ну а теперь самый интересный и долгожданный пункт! Кормление!
Почему он на последнем месте? Потому что это скорее развлечение для вас нежели острая необходимость для мухоловки.
Да, кормить ее обязательно нужно, но, судя по имеющимся статьям, сезонный рацион ее составляет 3-4 жертвы за весь теплый период, а это звучит, как минимум, очень скучно.
Я кормлю свою лавушк чаще: 1-3 раза в месяц, иногда она ловит добычу сама (в теплые солнечные дни выставляю ее на улицу) либо открывая окно ловил зазевавшихся мух-жучков и скармилвал своем питомцу.
У меня довольно зеленый ЖК и живности вокруг летает много. Дефицит пропитания можно легко заменить покупкой кормовых сверчков.
6. Здесь все просто:
Каждое схлопывание ловушки тратит много сил как отдельного листа так и всего растения. Каждый лист рассчитан на 5-10 срабатываний после чего ловушка начинает отмирать. Этого хищника нельзя кормить, мертвой пищей, тяжёлой (мясо) и всяким мусором типа колбасы. Соответственно, дразнить ловушки тоже не стоит, в противном случае растение быстро погибнет. Но, если вы случайно задели 1-2 ловушки за месяц (или почти все при пересадке) не стоит паниковать. Просто, дайте после этого растению придти в себя.
По итогу, вы получаете прекрасного и особо неприхотливого домашнего питомца которого достаточно полить раз в 2-3дня, покормить раз в месяц в течение 4х месяцев тепла ну и настроить для него освещение.
Сам рост новых ловушек довольно залипательный и без кормления. Новые ловушки иногда появляются в считанные дни! Главное, помните, как говорил один лис: "Мы в ответе за тех, кого приручили!"
На этом, пожалуй, все )
Если будет интересно, запилю отдельный пост про кормление а так же особенности механизма ловушек и пищеварения.
Спасибо за внимание!
Специально для Пикабу
Конкурс для мемоделов: с вас мем — с нас приз
Конкурс мемов объявляется открытым!
Выкручивайте остроумие на максимум и придумайте надпись для стикера из шаблонов ниже. Лучшие идеи войдут в стикерпак, а их авторы получат полугодовую подписку на сервис «Пакет».
Кто сделал и отправил мемас на конкурс — молодец! Результаты конкурса мы объявим уже 3 мая, поделимся лучшими шутками по мнению жюри и ссылкой на стикерпак в телеграме. Полные правила конкурса.
А пока предлагаем посмотреть видео, из которых мы сделали шаблоны для мемов. В главной роли Валентин Выгодный и «Пакет» от Х5 — сервис для выгодных покупок в «Пятёрочке» и «Перекрёстке».
Реклама ООО «Корпоративный центр ИКС 5», ИНН: 7728632689