金星のハエトリグサがどのようにして閉じるのか、ついに解明されたのだろうか？

ハエトリグサがどのようにして昆虫の獲物を捕まえるために十分な速さで閉じるのかの謎が部分的に解決された可能性がある。

ハエトリグサ (ディオネア・ムスキプラ) トラップ内の毛が連続して 2 回触れられるとすぐに閉じます。彼らはさまざまな昆虫、さらには小さなカエルを捕まえることができることが知られていますが、彼らがどのように機能するかはチャールズ・ダーウィン以来科学者によって解明されていません。

一般に、このメカニズムには、トラップの一方の側からもう一方の側へ組織を通って水を汲み上げることが含まれていると考えられています。これにより、一方の側が収縮し、もう一方の側が膨張して、トラップを閉じるのに必要な曲率が作成されます。

この仮説を検証するために、フランスのエクス＝マルセイユ大学のジョエル・ポーターらは、水が個々の細胞と植物組織の両方を通過してトラップを通過するのにかかる時間を測定した。

水が一方の側からもう一方の側に移動するのに30〜60秒かかりました。通常、昆虫は 1 秒未満で捕獲されることを考えると、この速度ではそのようなメカニズムは遅すぎると研究チームは結論付けました。

次に、活性化後にトラップの表面がより多孔質になることを観察した。この変化は細胞壁の剛性の低下によってのみ起こり得ると研究者らは述べている。そこで彼らは、小さなプローブを使用して表皮細胞内の機械的力を測定することにより、細胞壁のある種の軟化がトラップを閉じる原因であるかどうかをテストしました。

「トラップが活性化すると、表皮外層の細胞壁が急速に軟化することがわかりました」とポーター氏は言う。

毛が活性化されると、電気信号とカルシウムイオンの波が葉全体に送信されます。 「これらの信号は、植物にとって神経信号に相当するものとして機能します」と彼は言います。 「それらにより、トリガーヘアからトラップの表面上の離れた細胞への接触情報の何分の一秒以内の伝達が可能になります。」

信号を受信すると、トラップの外面の機械的剛性が急速に低下し、組織に蓄積された内部応力が解放され、応力を受けた内部細胞がその側でさらに拡張できるようになります。その結果、内側の表面は硬いままですが、外側の端が伸びて、トラップが曲がって閉じてしまいます。

しかし、どの分子が細胞壁にこのような急速な変化を引き起こすのか、研究チームはまだ分かっていない。 「言い換えれば、私たちは一連の出来事の始まりである接触感知と、終わりであるトラップの動きは理解していますが、その2つをつなぐ分子的なつながりはほとんどわかっていないのです」とポーター氏は言う。

パースにある西オーストラリア大学のセルゲイ・シャバラ氏は、チームが提案したメカニズムには納得していないと述べた。彼らは水が細胞を順番に通過すると想定していたが、同時に通過することもあり得ると彼は言う。

彼はまた、細胞壁の硬さの変化がすぐに起こることには疑問を抱いており、少なくとも数分はかかるだろうと考えています。 「したがって、最先端のエンジニアリングツールを使用したこれらすべてのエレガントな測定にもかかわらず、この研究の結果は明確に除外するものではありません [water movement driving the] メカニズムです」とシャバラ氏は言います。

ポーター氏は、研究チームはトラップの組織片の膨張時間を直接測定したが、これらの測定値はトラップを横切る水の移動が遅すぎて閉鎖を説明できないことを示していると述べた。一方で、細胞壁の剛性の低下が測定され、驚くほど早いことが判明した、と彼は言う。