ufacob พืชกลายเป็นนักล่าได้อย่างไร

ufacob พืชกลายเป็นนักล่าได้อย่างไร

พืชที่กินเนื้อเป็นอาหาร ufacob ทําให้หลงใหลมากเท่ากับเมื่อค้นพบอาหารที่น่าสยดสยองของพวกเขาเป็นครั้งแรก อณูชีววิทยากําลังช่วยให้นักพฤกษศาสตร์ติดตามต้นกําเนิดของวิธีที่กินสัตว์อื่น

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เรื่องราวอันน่าหลงใหลของพืชนักฆ่าเริ่มโผล่ขึ้นมาทุกหนทุกแห่ง ต้นไม้ที่โบกหนวดและหนวดที่น่ากลัวแย่งชิงและกลืนกินนักเดินทางที่ไม่พึงปรารถนาในดินแดนที่ห่างไกล อาจารย์บ้ายก sundews มหึมาและพืชเหยือกบนสเต็กดิบจนสร้างสรรค์บ้าคลั่งของพวกเขาหันมาและกินพวกเขาเกินไป.

หนุ่มอาเธอร์ โคนัน ดอยล์ ติดอยู่กับวิทยาศาสตร์มากขึ้นในเส้นด้ายที่มีนักกินเนื้อคนโปรดของทุกคนคือแมลงวันวีนัส จากการเปิดเผยทางพฤกษศาสตร์ใหม่ล่าสุดเขาอธิบายกับดักสองแฉกอย่างแม่นยําวิธีที่พวกเขาจับแมลงและวิธีที่พวกมันย่อยเหยื่ออย่างละเอียด แต่แม้แต่ flytraps ของเขาก็มีขนาดใหญ่อย่างไม่น่าเชื่อใหญ่พอที่จะฝังศพและกินมนุษย์ พืชกินเนื้อสัตว์ที่มนุษย์กินเนื้อกําลังมีช่วงเวลาหนึ่งและด้วยเหตุนี้คุณสามารถขอบคุณชาร์ลส์ดาร์วินได้

จนถึงวันดาร์วินคนส่วนใหญ่ปฏิเสธที่จะเชื่อว่าพืชกินสัตว์ มันขัดต่อระเบียบธรรมชาติของสิ่งต่าง ๆ สัตว์มือถือกิน พืชเป็นอาหารและไม่สามารถเคลื่อนไหวได้ – หากพวกเขาฆ่ามันจะต้องอยู่ในการป้องกันตัวเองหรือโดยบังเอิญเท่านั้น ดาร์วินใช้เวลา 16 ปีในการทดลองอย่างพิถีพิถันซึ่งพิสูจน์เป็นอย่างอื่น เขาแสดงให้เห็นว่าใบของพืชบางชนิดถูกเปลี่ยนเป็นโครงสร้างอันชาญฉลาดที่ไม่เพียง แต่ดักจับแมลงและสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กอื่น ๆ เท่านั้น แต่ยังย่อยพวกมันและดูดซับสารอาหารที่ปล่อยออกมาจากซากศพของพวกเขาด้วย

ในปี พ.ศ. 1875 ดาร์วินได้ตีพิมพ์พืชกินแมลงโดยให้รายละเอียดเกี่ยวกับทุกสิ่งที่เขาค้นพบ ในปี พ.ศ. 1880 เขาได้ตีพิมพ์หนังสือที่ทําลายตํานานอีกเล่มหนึ่งคือ พลังแห่งการเคลื่อนไหวในพืช. การตระหนักว่าพืชสามารถเคลื่อนไหวและฆ่าได้ไม่เพียง แต่เป็นแรงบันดาลใจไม่เพียง แต่เป็นเรื่องราวสยองขวัญที่ได้รับความนิยมอย่างมหาศาล แต่ยังรวมถึงนักชีววิทยาหลายรุ่นที่กระตือรือร้นที่จะเข้าใจพืชที่มีนิสัยที่ไม่น่าเป็นไปได้เช่นนี้ 

วันนี้พืชที่กินเนื้อเป็นอาหารกําลังมีช่วงเวลาสําคัญอีกครั้งเมื่อนักวิจัยเริ่มได้รับคําตอบเกี่ยวกับปริศนาที่ยังไม่คลี่คลายที่ยิ่งใหญ่อย่างหนึ่งของพฤกษศาสตร์: พืชดอกที่มีมารยาทอ่อนโยนมักวิวัฒนาการมาเป็นนักกินเนื้อสัตว์ที่ถูกฆาตกรรมได้อย่างไร?

ตั้งแต่การค้นพบของดาร์วินนักพฤกษศาสตร์นักนิเวศวิทยานักกีฏวิทยานักสรีรวิทยาและนักชีววิทยาโมเลกุลได้สํารวจทุกแง่มุมของพืชเหล่านี้ที่จมน้ําตายเหยื่อในเหยือกที่เต็มไปด้วยของเหลวตรึงพวกมันด้วยกาว “flypaper” ใบหรือกักขังไว้ในกับดักและกับดักดูดใต้น้ํา พวกเขาได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับสิ่งที่พืชจับและวิธีการ – บวกกับประโยชน์และค่าใช้จ่ายของวิถีชีวิตที่เล่นโวหารของพวกเขา

เมื่อเร็ว ๆ นี้ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ระดับโมเลกุลได้ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจกลไกสําคัญที่สนับสนุนวิถีชีวิตที่กินเนื้อเป็นอาหาร: วิธีที่ flytrap snaps เร็วมากเช่นและวิธีที่มันแปรสภาพเป็น “กระเพาะอาหาร” ที่คั้นน้ําแมลงแล้วเข้าสู่ “ลําไส้” เพื่อดูดซับซากของเหยื่อ แต่คําถามใหญ่ยังคงอยู่: วิวัฒนาการทําให้ผู้คลั่งไคล้อาหารเหล่านี้มีวิธีการกินเนื้อสัตว์อย่างไร?

ฟอสซิลแทบไม่ได้ให้เบาะแสเลย มีน้อยมากและฟอสซิลไม่สามารถแสดงรายละเอียดระดับโมเลกุลที่อาจบ่งบอกถึงคําอธิบาย Rainer Hedrich นักชีวฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Würzburg ในเยอรมนีกล่าวซึ่งสํารวจต้นกําเนิดของสัตว์กินเนื้อในการทบทวนชีววิทยาพืชประจําปี 2021  นวัตกรรมในเทคโนโลยีการจัดลําดับดีเอ็นเอในขณะนี้หมายความว่านักวิจัยสามารถจัดการกับคําถามได้อีกทางหนึ่งค้นหายีนที่เชื่อมโยงกับสัตว์กินเนื้อระบุเวลาและสถานที่เปิดยีนเหล่านั้นและติดตามต้นกําเนิดของพวกเขา

ไม่มีหลักฐานว่าพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารได้รับนิสัยสัตว์ร้ายใด ๆ ของพวกเขาโดยการแย่งชิงยีนจากเหยื่อสัตว์ของพวกเขา Hedrich กล่าวแม้ว่าบางครั้งยีนจะส่งผ่านจากสิ่งมีชีวิตประเภทหนึ่งไปยังอีกประเภทหนึ่ง แต่การค้นพบล่าสุดจํานวนมากชี้ให้เห็นถึงตัวเลือกร่วมและการนํายีนที่มีอยู่กลับมาใช้ใหม่ซึ่งมีหน้าที่เก่าแก่ที่แพร่หลายในหมู่พืชดอก

“วิวัฒนาการเป็นเรื่องที่ส่อเสียดและยืดหยุ่น มันใช้ประโยชน์จากเครื่องมือที่มีอยู่ก่อนแล้ว” วิกเตอร์ อัลเบิร์ต นักชีววิทยาจีโนมจากพืชที่มหาวิทยาลัยบัฟฟาโลกล่าว “วิวัฒนาการการนําสิ่งใหม่มาใช้ใหม่นั้นง่ายกว่าการสร้างสิ่งใหม่ๆ”

ufacob

ชาร์ลส์ดาร์วินปลูก sundews และพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารอื่น ๆ ในเรือนกระจกของเขาที่ Down House ซึ่งเป็นบ้านของเขาในเคนต์ เขาทดลองเป็นเวลา 16 ปีก่อนที่จะตีพิมพ์หนังสือบุกเบิกของเขา Insectivorous Plants

ถนนสู่การปล้นสะดม

นิสัยใจคอแม้ว่าจะเป็นสัตว์กินเนื้อมีการพัฒนาซ้ําแล้วซ้ําอีกในช่วง 140 ล้านกว่าปีที่พืชดอกได้รับรอบ การปรับตัวเกิดขึ้นอย่างอิสระอย่างน้อย 12 ครั้ง Tanya Renner นักชีววิทยาวิวัฒนาการที่ Penn State กล่าว

แต่ละครั้งแรงผลักดันสําหรับวิวัฒนาการก็เหมือนกัน: ความจําเป็นในการหาแหล่งทางเลือกของสารอาหารที่สําคัญ พืชที่กินเนื้อเป็นอาหารเติบโตในหนองน้ําและบึงในแหล่งน้ําที่มีสารอาหารไม่ดีหรือบนดินเขตร้อนบาง ๆ แหล่งที่อยู่อาศัยทั้งหมดขาดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสที่จําเป็นต่อการเจริญเติบโต แมลงที่บรรจุโปรตีนและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดเล็กอื่น ๆ เป็นแหล่งที่อุดมไปด้วยทั้งสองอย่างเช่นเดียวกับองค์ประกอบอื่น ๆ ที่พืชต้องเจริญรุ่งเรือง “แมลงวันดาวศุกร์สามารถมีชีวิตอยู่ได้เป็นเวลาสามสัปดาห์บนแมลงขนาดใหญ่ตัวเดียว” Hedrich “ถ้ามันจับแมลงได้เยอะมาก มันจะสร้างใบไม้และกับดักมากขึ้น”

วันนี้มีบาง 800 สายพันธุ์ที่กินเนื้อเป็นอาหารที่รู้จักกัน บางชนิดเช่นพืชเหยือกและ sundews จํานวนมากเป็นตัวรับเหยื่อแบบพาสซีฟแม้ว่าจะมีการดัดแปลงที่แยบยลเช่นขอบลื่นและขนปลายกาวที่ช่วยรักษาความปลอดภัยให้กับมื้ออาหาร คนอื่น ๆ มีความกระตือรือร้นมากขึ้น: คลื่นแดดบางตัวขดตัวเข้าด้านในเขยิบเหยื่อเข้าไปในศูนย์กลางที่เหนียวกว่าของกับดักในขณะที่บางคนมีหนวดที่เคลื่อนไหวเร็วด้านนอกซึ่งขว้างเหยื่อไปสู่การลงโทษของพวกเขา  สิ่งที่ซับซ้อนที่สุดคือ Venus flytrap, Dionaea muscipula ที่มีขนทริกเกอร์ที่ละเอียดอ่อนและกับดักสแน็ปอินที่สามารถแยกแยะการสัมผัสของแมลงจากเม็ดฝนที่ตกลงมาหรือใบไม้ที่ตายแล้วและสามารถตัดสินขนาดของเหยื่อและตอบสนองตามนั้น

แม้จะมีความแตกต่างอย่างมากในรูปร่างและรูปแบบและรูปแบบการฆ่ากับดักทั้งหมดเป็นใบดัดแปลงหรือบางส่วนของใบ “นั่นหมายความว่าพืชเหล่านี้ไม่เพียงแต่ได้รับสารอาหารจากแหล่งอื่นแต่ใช้เส้นทางอื่น โดยส่วนใหญ่ผ่านใบมากกว่ารากของพวกมัน” Renner

ใบไม้มาทําหน้าที่เหมือนใบไม้ได้อย่างไร? นักวิจัยได้หันไปใช้เทคนิค “omics” ที่ผสมผสานกัน — จีโนมิกส์ การถอดเสียง และโปรตีโอมิกส์ พวกเขาเปรียบเทียบจีโนมของพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารและไม่กินเนื้อเป็นอาหาร จัดลําดับการถอดเสียง RNA ที่มีคําแนะนําของยีนเพื่อดูว่ายีนใดถูกเปิดที่ไหนและเมื่อไหร่ และจัดทําคลังโปรตีนเพื่อค้นหาว่ากับดักชนิดใดที่ผลิตในเวลาอาหาร ufacob