Dionaea muscipula俗称维纳斯捕蝇草,是一种食肉植物,通过改良的叶子诱捕其猎物。其作用机制包括当小猎物接触到叶子时,叶子会迅速移动。它立即关闭,以便稍后进行消化处理。维纳斯捕蝇草的叶子由触觉敏感的毛发或触发毛发组成,有助于通过钠激活的动作电位发出信号进行诱捕。

几只小维纳斯捕蝇草在花盆里
图片来源。 幻灯片德米特里-马卡罗夫.

动作电位是细胞信号传递的一种手段,当带正电的离子进入细胞导致细胞膜上的电环境迅速变化以达到阈值极限时就会发生。这反过来又向其他细胞发送电信号,使其作出积极反应。

这种信号是如此之快,以至于在几秒钟内就能困住猎物。

猎物被叶子衬里上的腺体释放的酶所消化。所需的营养物质被植物吸收,以便继续行动。

原因是,观察和实验。

就像人脑负责特定区域的电压变化,以动作电位的形式出现在神经细胞中的电活动。这些活动可以用脑磁图、脑电图和磁共振成像等技术进行估计,以分析潜在的疾病及其诊断。

一组跨学科的研究人员展示了维纳斯捕蝇草独特的磁活动与它的电信号联系在一起,与人类的方式相似。

维纳斯捕蝇草的机制也是基于动作电位,导致系统中的电信号。

在一个物联网连接项目的开始,一个电线压接器、粒子物联网设备、磁性干簧管、笔记本电脑和跳线。
图片来源。 幻灯片克林特-帕特森

维纳斯捕蝇草的动作电位可由热、冷、水含量和其他机械或环境因素触发。研究人员用热诱发动作电位来测量磁场,因为他们注意到温度会影响动作电位的振幅。

他们使用原子磁力计来测量与电活动有关的生物磁力。使用的传感器是玻璃电池,里面充满了碱原子蒸汽,对生物磁活动的变化作出反应。

磁强计需要一个磁屏蔽的环境来进行测量。这是一个预防措施,以便只是测量多细胞植物的磁活动。这种工具非常有效,而且优于超导量子接口装置磁强计(SQID),因为它们可以被小型化,以达到测量数据的最佳空间分辨率。

研究人员记录的金星捕蝇草的磁信号大约是0.5皮特斯拉的振幅,这比地球的磁场要弱得多。

这可以断定生物磁活动的有用性,它可以帮助非侵入性技术检测压力。

作物改良的最终目标是通过检测电磁反馈来修复由于环境因素造成的影响,如温度变化、化学作用,以及食草动物或昆虫攻击。为该团队在植物中发现生物磁性的分子基础而喝彩。

要了解更多关于他们的研究,请查看下面给出的参考资料,而要阅读更多关于动作电位的内容,请点击 这里.

Fabricant, A., Iwata, G.Z., Scherzer, S. 等人。 行动电位在食肉性维纳斯捕蝇草植物中诱发生物磁场。 科学报告 11, 1438 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-81114-w

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