La trappola della Dionaea muscipula


La trappola della Dionaea muscipula

Anche un singolo tocco lento innesca la chiusura delle foglie della Dionaea muscipula, probabilmente per catturare larve e lumache che si muovono lentamente.

Le trappole di Venere (Dionaea muscipula) catturano ragni e insetti facendo chiudere le loro foglie per intrappolarli. Questo meccanismo si attiva quando una preda ignara tocca due volte i peli del grilletto altamente sensibili entro 30 secondi. Uno studio condotto da ricercatori dell'Università di Zurigo ha ora dimostrato che un singolo tocco lento innesca anche la chiusura della trappola, probabilmente per catturare larve e lumache che si muovono lentamente.

La venere acchiappamosche (Dionaea muscipula) è forse la pianta carnivora più conosciuta. Cattura la sua preda, principalmente ragni e insetti, usando un sofisticato meccanismo di cattura. Le sue foglie distinte hanno tre peli di innesco altamente sensibili su ogni lobo. Questi peli reagiscono anche al minimo tocco - ad esempio quando una mosca striscia lungo la foglia, inviando un segnale elettrico, che si diffonde rapidamente su tutta la foglia. Se due segnali vengono attivati in breve tempo, la trappola scatta entro alcuni millisecondi.

Nuovo grilletto per il meccanismo di intrappolamento

Le reazioni fisiologiche su cui si basa questo meccanismo di intrappolamento sono state studiate per oltre 200 anni. I ricercatori condividono il fatto che ogni tocco, sufficientemente forte, di un grilletto provoca un segnale elettrico e che due segnali entro 30 secondi provocano la chiusura della trappola.

Un nuovo studio dell'Università di Zurigo (UZH) e dell'ETH di Zurigo ha ora trovato un altro meccanismo scatenante. «Contrariamente alla credenza popolare, toccare lentamente una solo una volta il grilletto può anche innescare due segnali e quindi provocare lo scatto della trappola», afferma il dottor Ueli Grossniklaus, (1) direttore del Dipartimento di Biologia Vegetale e Microbica di UZH.

Innanzitutto, il team interdisciplinare di ricercatori ha determinato le forze necessarie per innescare il meccanismo di intrappolamento della pianta. Gli scienziati lo hanno fatto utilizzando sensori altamente sofisticati e sistemi microrobotici ad alta precisione sviluppati dal team del dottor Bradley J. Nelson (2) presso l'Istituto di robotica e sistemi intelligenti dell'ETH di Zurigo. Ciò ha permesso di deviare i peli del grilletto ad un angolo preciso a una velocità predefinita al fine di misurare le forze rilevanti. Questi esperimenti hanno confermato la teoria precedente. Se i parametri scelti si avvicinano al tocco di una preda normale, ci vogliono due tocchi per far scattare la trappola.

Dai dati raccolti, i ricercatori dell'ETH Institute for Building Materials hanno sviluppato un modello matematico per determinare la gamma di deflessioni angolari e le soglie di velocità che attivano il meccanismo di aggancio. «È interessante notare che il modello ha mostrato che a velocità angolari più lente un tocco ha prodotto due segnali elettrici, in modo tale che la trappola dovrebbe scattare», afferma il dottor Ueli Grossniklaus.

I ricercatori hanno successivamente confermato la previsione del modello negli esperimenti.

Catturare prede lente

Quando sono aperti, i lobi delle foglie della venere acchiappamosche (Dionaea muscipula) sono piegati verso l'esterno e sotto tensione - come una molla tesa. Il segnale di innesco porta a un minuto cambiamento nella curvatura delle foglie, che fa scattare istantaneamente la trappola. I segnali elettrici sono generati dai canali ionici nella membrana cellulare, che trasportano gli atomi fuori e dentro la cellula.

«Pensiamo che i canali ionici rimangano aperti fino a quando la membrana viene stirata meccanicamente. Se la deflessione si verifica lentamente, il flusso di ioni è sufficiente per innescare diversi segnali, il che provoca la chiusura della trappola», spiega il dottor Hannes Vogler, (3) biologo vegetale presso UZH.

Il meccanismo di innesco appena scoperto potrebbe essere un modo per la trappola di Venere (Dionaea muscipula) di catturare prede a movimento lento, come larve o lumache. Questa ricerca è stata pubblica su Plos Biology. (4)

Riferimenti:

(1) Ueli Grossniklaus

(2) Bradley J. Nelson

(3) Hannes Vogler

(4) A single touch can provide sufficient mechanical stimulation to trigger Venus flytrap closure

Descrizione foto: Il sensore di forza del sistema microrobotico devia un pelo sensoriale di un filo volante che viene tenuto aperto dai sensori della cella di carico. - Credit: Hannes Vogler, UZH.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: How Venus Flytraps Snap

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