En 2011, un horticulteur nommé Matthias Meyer est tombé sur un mutant inhabituel d’une espèce Attrape-mouche de VénusC’est une plante carnivore qui piège et se nourrit d’insectes. Les scientifiques ont récemment découvert qu’un attrape-mouche typique de Vénus peut en fait « compter » jusqu’à cinq, ce qui a conduit à davantage de recherches sur la façon dont la plante gère cet exploit. L’attrape-mouche mutant peut détenir la clé. Selon nouvelle feuille Publié dans la revue Current Biology, ce piège mutant ne se ferme pas en réponse à une stimulation comme les attrape-mouches typiques de Vénus.

« Cette monstruosité a manifestement oublié comment compter, c’est pourquoi je l’ai appelée Dyscalculie (DYSC) », a déclaré le co-auteur Rainer Heydrich, biophysicien à la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) en Bavière, en Allemagne. (Anciennement appelé « faux ».)

aimer informez nous Auparavant, l’attrape-mouche de Vénus attirait sa proie avec un agréable parfum fruité. Lorsqu’un insecte se pose sur une feuille, il stimule les poils déclencheurs hypersensibles qui tapissent la feuille. Lorsque la pression devient suffisamment forte pour plier ces poils, la plante ferme ses feuilles, emprisonnant l’insecte à l’intérieur. De longs cils attrapent l’insecte et le maintiennent en place, comme des doigts, alors que la plante commence à sécréter des sucs digestifs. L’insecte est lentement digéré sur une période de cinq à 12 jours, après quoi le piège est rouvert, libérant l’enveloppe séchée de l’insecte dans le vent.

en 2016Heydrich a dirigé l’équipe de scientifiques allemands Explorez ceci Le piège à mouches de Vénus peut en fait « compter » le nombre de fois que quelque chose touche ses feuilles bordées de poils, une capacité qui aide la plante à distinguer la présence d’une proie d’un petit gland ou d’une pierre, ou même d’un insecte mort. Les scientifiques ont choqué les feuilles des plantes d’essai avec des impulsions électromécaniques de différentes intensités et ont mesuré les réponses. Il s’avère que la plante détecte le premier « effort d’action » mais ne se referme pas immédiatement, attendant que le second déclenchement confirme la présence d’une proie réelle, moment auquel le piège se referme.

Mais le piège à mouches de Vénus ne se ferme pas complètement et produit des enzymes digestives pour dévorer la proie jusqu’à ce que les poils soient stimulés trois fois de plus (pour un total de cinq stimuli). Les scientifiques allemands comparent ce comportement à une analyse coûts-avantages initiale, dans laquelle des stimuli déclencheurs aident un attrape-mouche de Vénus à déterminer la taille et le contenu nutritionnel de toute proie potentielle qui se demande si cela en vaut la peine. Sinon, le piège libérera tout ce qui est attrapé dans les 12 heures environ.

En 2020, des scientifiques japonais Transgénique un attrape-mouche de Vénus pour qu’il devienne vert en réponse à un stimulus externe, donnant des indices importants sur le fonctionnement de la « mémoire » à court terme de la plante. Ils ont inséré un gène pour une protéine sensible au calcium appelée GCaMP6, qui devient verte chaque fois qu’elle se lie au calcium. Cette fluorescence verte a permis à l’équipe de suivre visuellement les changements dans les concentrations de calcium en réponse à la stimulation des poils photosensibles de la plante avec une aiguille.

Les résultats ont soutenu l’hypothèse que le premier stimulus déclenche la libération de calcium, mais la concentration n’atteint pas le seuil critique qui indique la fermeture du piège sans un second afflux de calcium du second stimulus. Ce deuxième stimulus doit se produire dans les 30 secondes, car les concentrations de calcium diminuent avec le temps. S’il s’écoule plus de 30 secondes entre la première et la deuxième alarme, le piège ne se fermera pas. Ainsi, l’augmentation et la diminution des concentrations de calcium dans les cellules des feuilles semblent en effet être une sorte de mémoire à court terme pour l’attrape-mouche de Vénus, bien que la façon dont les concentrations de calcium fonctionnent avec le réseau électrique de la plante reste floue.

Cela ne semble pas être le cas avec DYSC, bien qu’il soit par ailleurs « essentiellement impossible à distinguer » des attrape-mouches de Vénus dans la nature. Le DYSC ne s’éteint pas en réponse à deux stimuli sensoriels, ni ne traite sa proie en réponse à des stimuli supplémentaires. Bien sûr, Heydrich et al. Je voulais savoir pourquoi. Ils ont acheté des attrape-mouches sauvages de Vénus et des attrape-mouches mutants DYSC et ont mené des expériences parallèles : stimulation mécanique des plantes et mesure des potentiels d’action, pulvérisation des plantes avec une hormone de contact appelée Acide de jasmince qui est crucial pour le traitement des proies.

Heydrich et son équipe ont découvert que la mutation ne semblait pas affecter le potentiel d’action ou le signal calcique de base dans la première phase à deux temps du processus. Les potentiels d’action déclenchent le tir, mais le piège ne se ferme pas, indiquant que l’activation tactile des signaux de calcium a été supprimée. De plus, les scientifiques ont suspecté un défaut affectant le décodage du signal calcique. L’utilisation d’acide jasmonique n’a pas résolu le problème de l’échec de la fermeture rapide du piège, mais elle a restauré la capacité de traiter la proie.

Ensuite, la co-auteur Ines Kreuzer a examiné les modèles d’expression génique dans les gènes mutés pour découvrir tout changement qui pourrait expliquer cela. Elle a pu réduire les suspects potentiels à quelques composants de décodage, qui se lient au calcium et modulent ainsi certaines protéines effectrices, notamment une enzyme appelée LOX3, qui joue un rôle vital dans la biosynthèse de l’acide de jasmin. La prochaine étape consiste à examiner de plus près les protéines modifiées et à modifier leur activité lorsque la proie entre en contact avec le DYSC. « De cette façon, nous voulons fermer le cercle et voir ce que fait l’usine pour différencier les chiffres, c’est-à-dire comment ils sont calculés », Heydrich a dit.

DOI : Biologie actuelle, 2023. 10.1016/j.cub.2022.12.058 (À propos des DOI).

Image de l’annonce par Naturfoto Honal | GT