Это как магнетическое "ном, ном".
Ключевые выводы
- Листья венериной мухоловки закрываются в ответ на физическое прикосновение, соленую воду или температурные раздражители.
- Группа ученых из Берлина зафиксировала магнитный заряд, сопровождающий закрытие ловушки растения.
- Невероятно чувствительные неинвазивные атомные магнитометры уловили неуловимый сигнал.
Для многих детей открытие того, что существует такая вещь, как Венерина мухоловка, Dionaea muscipula, является удивительным моментом. Измельчители подлых хищников растений похожи на что-то из сказки, которая пошла не так. Взрослые тоже не могут не быть очарованы ими, и теперь ученые из Университета Иоганна Гутенберга в Майнце (JSU) и Института Гельмгольца в Майнце в Германии открыли нечто новое, удивительное в этих маленьких демонах: каждый раз, когда они ловят добычу, они испускают измеримый магнитный заряд.
«Мы смогли продемонстрировать, что потенциалы действия в многоклеточной растительной системе создают измеримые магнитные поля, что никогда ранее не подтверждалось», - говорит ведущий автор Энн Фабрикант.
Двустворчатая ловушка растений (слева), вид сбоку на освобожденный лепесток ловушки (справа) Предоставлено: Fabricant, et al./Scientific Reports
По словам Фабриканта, открытие не так уж и шокирует: «Везде, где есть электрическая активность, должна быть и магнитная активность», - говорит она Live Science. И именно электрическая активность в форме потенциалов действия заставляет его пасть - на самом деле пару лопастей листа - закрываться, когда в них приземляется незадачливый жук, привлеченный нектаром, которым растения набивают свою ловушку.
Вдоль внутренних поверхностей лопастей расположены трихомы, похожие на волоски выступы, которые заставляют ловушку закрываться, когда их тревожит добыча. Одно прикосновение к трихоме вряд ли заставит ловушку закрыться - возможно, это механизм, который помогает растению не тратить энергию на ложные тревоги. Но пару касаний, и пора есть. Доли собираются вместе, когда щетинки на их краях переплетаются, чтобы удерживать добычу. По мере того как ловушки сжимают пойманное насекомое, его собственные выделения, такие как мочевая кислота, заставляют ловушку закрываться еще плотнее, после чего начинается пищеварение.
В любом случае, только потому, что у исследователей JSU были основания подозревать, что растение испускает магнитный заряд, поймать его было непросто.
Средний потенциал действия и соответствующие магнитные сигналыКредит: Фабрикант и др./Научные отчеты
«Проблема, - говорит Фабрикант, - заключается в том, что магнитные сигналы в растениях очень слабые, что объясняет, почему их было чрезвычайно сложно измерить с помощью старых технологий. Тем не менее, при наличии желания: «Можно сказать, что расследование немного похоже на выполнение МРТ у людей».
Ловушка срабатывает не только от щелчков трихомами - она также закрывается, если срабатывает соленая вода или горячая или холодная тепловая энергия. Исследователи применяли тепло с помощью специально созданного устройства Пельтье, которое не создавало фонового магнитного шума, чтобы замаскировать или подавить слабый магнитный сигнал, который они искали. По той же причине эксперименты проводились в помещении с магнитным экраном в Physikalisch-Technische Bundesanst alt (PTB) в Берлине.
Исследователи использовали атомные магнитометры для измерения магнитных зарядов планет. Атомный магнитометр представляет собой стеклянную кювету, содержащую пары атомов рубидия. Когда ловушки срабатывали, высвободившиеся магнитные заряды изменяли спины электронов атомов.
Исследователи зафиксировали магнитные сигналы с амплитудой до 0.5 пикотесла. «Зарегистрированная величина сигнала аналогична тому, что наблюдается при поверхностных измерениях нервных импульсов у животных», - говорит Фабрикант. Оно более чем в миллион раз слабее собственного магнитного поля Земли.
Другие исследователи обнаружили магнитные заряды, возникающие при возбуждении нервов животных, в том числе в нашем собственном мозгу. Это явление получило название «биомагнетизм». Поскольку другие растения обладают потенциалом действия, они также могут генерировать биомагнетизм, хотя исследований по ним было проведено меньше.
Внимание группы JSU теперь обращено на другие растения, поскольку они ищут еще меньшие магнитные заряды других видов. В дополнение к новому пониманию того, как природа использует электричество, неинвазивные технологии обнаружения, подобные той, которую использует группа, однажды могут быть использованы для более глубокого мониторинга сельскохозяйственных культур, поскольку они реагируют на термическое воздействие, воздействие вредителей и химическое воздействие.