هل توصلنا أخيرًا إلى كيفية إغلاق صائدة الذباب على كوكب الزهرة؟

ربما تم حل لغز كيفية إغلاق صائدة الذباب في كوكب الزهرة بسرعة كافية لاصطياد فريسة الحشرات.

صائدة الذباب فينوس (ديونيا muscipula) يتم تشغيلها للإغلاق بمجرد لمس الشعر الموجود في مصائدها مرتين على التوالي. ومن المعروف أنها قادرة على اصطياد مجموعة من الحشرات، وحتى الضفادع الصغيرة، ومع ذلك فإن كيفية عملها ظلت بعيدة عن العلماء منذ تشارلز داروين.

من المعتقد على نطاق واسع أن الآلية تتضمن ضخ الماء من أحد جانبي المصيدة إلى الجانب الآخر عبر الأنسجة. وهذا من شأنه أن يتسبب في انكماش أحد الجانبين وانتفاخ الجانب الآخر، مما يولد الانحناء اللازم لإغلاق المصيدة.

ولاختبار هذه الفرضية، قام يويل فورتير – من جامعة إيكس مرسيليا في فرنسا – وزملاؤه بقياس المدة التي يستغرقها الماء للتحرك عبر المصيدة، سواء عبر الخلايا الفردية أو أنسجة النبات.

يستغرق الماء من 30 إلى 60 ثانية للانتقال من جانب إلى آخر. وبهذا المعدل، خلص الفريق إلى أن مثل هذه الآلية ستكون بطيئة للغاية، نظرًا لأن الحشرة عادةً ما تُحاصر في أقل من ثانية.

بعد ذلك، لاحظوا أن سطح المصيدة أصبح أكثر وعورة بعد تحفيزه، وهو تغيير يقولون إنه لا يمكن أن يحدث إلا مع انخفاض صلابة جدار الخلية. لذا، قاموا بفحص ما إذا كان هناك نوع من التليين في جدار الخلية قد يكون مسؤولاً عن إغلاق المصيدة، وذلك باستخدام مجسات صغيرة لقياس القوى الميكانيكية داخل خلايا البشرة.

يقول فورتير: “لقد وجدنا أنه عندما يتم تشغيل المصيدة، فإن جدران خلايا طبقة البشرة الخارجية تضعف بسرعة”.

وبمجرد تحفيز الشعيرات، يتم إرسال إشارة كهربائية وموجة من أيونات الكالسيوم عبر الورقة. ويقول: “تعمل هذه الإشارات كمعادل للإشارة العصبية لدى النبات”. “إنها تسمح بانتقال المعلومات حول اللمس من شعر الزناد إلى الخلايا البعيدة عبر المصيدة خلال جزء من الثانية.”

عندما يستقبل الإشارة، يصبح السطح الخارجي للمصيدة ميكانيكيًا أقل صلابة بسرعة، مما يؤدي إلى تحرير الضغوط الداخلية المخزنة في الأنسجة والسماح للخلايا الداخلية المضغوطة بالتوسع أكثر على هذا الجانب. ونتيجة لذلك، تطول الحواف الخارجية بينما يظل السطح الداخلي متصلبًا، مما يتسبب في انحناء المصيدة وإغلاقها.

ومع ذلك، لا يزال الفريق غير متأكد من الجزيئات التي تحفز جدران الخلايا على الخضوع لمثل هذا التحول السريع. يقول فورتير: “بعبارة أخرى، نحن نفهم بداية سلسلة الأحداث، استشعار اللمس، والنهاية، حركة المصيدة، لكن الرابط الجزيئي الذي يربط بين الاثنين لا يزال غير معروف إلى حد كبير”.

ويقول سيرجي شابالا، من جامعة أستراليا الغربية في بيرث، إنه غير مقتنع بالآلية التي اقترحها الفريق. لقد افترضوا أن الماء سيتحرك عبر الخلايا بشكل متتابع، في حين يمكن أن يكون متزامنًا، كما يقول.

كما أنه يشك في إمكانية حدوث تغييرات في صلابة جدار الخلية بسرعة، وبدلاً من ذلك يعتقد أن الأمر سيستغرق عدة دقائق على الأقل. “وهكذا، على الرغم من كل هذه القياسات الأنيقة باستخدام أدوات هندسية متطورة، فإن نتائج هذا العمل لا تستبعد صراحة [water movement driving the] يقول شابالا: “آلية”.

يقول فورتير إن الفريق قام بقياس وقت تورم قطع أنسجة المصيدة بشكل مباشر، وتظهر هذه القياسات أن نقل المياه عبر المصيدة بطيء جدًا بحيث لا يمكن تفسيره بالإغلاق. ومن ناحية أخرى، تم قياس فقدان الصلابة في جدار الخلية، ووجد أنه سريع بشكل مدهش، كما يقول.