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A armadilha de Vênus pode sobreviver nos pântanos pobres em nutrientes da Carolina do Norte e do Sul porque compensa a falta de nitrogênio, fosfato e minerais capturando e comendo pequenos animais. Ele caça com armadilhas instantâneas que possuem pêlos sensoriais. Se um inseto tocar esses pelos duas vezes, as armadilhas se fecham e digerem a presa.
Em sua localização no pântano, a planta carnívora muitas vezes não é visível porque está coberta de grama. No verão, a grama seca. Depois, pode pegar fogo devido às frequentes tempestades com raios típicas da Carolina do Norte – uma situação perigosa para a armadilha de Vênus.
Como a planta protege suas armadilhas vitais e pelos sensoriais do fogo? Os biofísicos Professor Rainer Hedrich e Dr. Shouguang Huang da Julius-Maximilians-University (JMU) Würzburg, na Baviera, Alemanha, descobriram: A armadilha da mosca de Vênus usa receptores de calor especiais nos cabelos sensoriais para essa finalidade, como relatam os pesquisadores na revista biologia atual.
Incêndio florestal na Carolina imitado em Würzburg
“Para descobrir como a flytrap se comporta ao queimar uma cobertura de grama seca, transplantamos plantas com armadilhas abertas da estufa para o campo aberto do Jardim Botânico JMU e as cobrimos com feno”, diz Rainer Hedrich. “Depois colocamos fogo no feno em uma ponta e forçamos ele a se espalhar para a outra ponta com um leque.”
Após o incêndio, as plantas fecharam todas as armadilhas. Algumas armadilhas não apresentavam danos, outras pareciam estar queimadas. Depois de alguns dias, todas as armadilhas não danificadas foram abertas novamente e funcionaram – elas quebraram depois de tocarem em seus pelos sensoriais.
O ar quente faz as armadilhas para mosca quebrarem
“Só recentemente havíamos elucidado a cadeia estímulo-resposta durante o fechamento da armadilha após o ferimento. Agora surgiu a questão de saber se as armadilhas já poderiam reagir à onda de calor antes de um incêndio”, diz Hedrich.
Os pesquisadores da JMU estavam corretos em sua suposição: um soprador de ar quente direcionado à armadilha foi suficiente para fechar a armadilha. Em seguida, os cientistas conduziram experimentos térmicos sob condições controladas de laboratório.
O sensor de calor é ativado em 37 e 55 graus Celsius
O órgão de captura da armadilha de Vênus consiste em duas metades de folhas. Dr. Shouguang Huang colocou a parte externa da metade da armadilha em contato com um elemento Peltier – com este transdutor eletrotérmico, ele foi capaz de definir seletivamente diferentes temperaturas na armadilha através do fornecimento de corrente controlada.
Ele descobriu que quando a temperatura local da folha de 37 graus Celsius era excedida, a área aquecida da armadilha produzia um impulso elétrico, um potencial de ação que se espalhava por ambas as metades da armadilha. “Quando a temperatura aumentou ainda mais para 55 graus Celsius, um segundo potencial de ação foi acionado e a armadilha se fechou”, disse Shouguang.
Mas a reação da armadilha a 37 e 55 graus Celsius só entrou em ação quando as temperaturas aumentaram abruptamente, como numa rápida onda de calor. Se a temperatura subisse lentamente, como nos dias quentes de verão, as armadilhas não reagiam.
“Ao contrário dos humanos, o sensor de calor da planta carnívora não salta quando a temperatura corporal é ultrapassada, mas reage à velocidade da mudança de temperatura”, diz Hedrich.
Ao medir o aumento da temperatura em sua superfície e fechar suas armadilhas em uma fração de segundo, os pelos sensoriais da armadilha permanecem protegidos contra queimaduras. O solo úmido e pantanoso os protege ainda mais do calor excessivo e das queimaduras. Isto permite-lhe continuar a caçar alimentos para animais após um incêndio.
O sensor de calor está localizado nos cabelos sensoriais
Cada metade da armadilha possui três fios de cabelo sensoriais que são altamente sensíveis ao toque e geram potenciais de ação. Os potenciais de ação são gerados na base dos fios. Lá, canais iônicos que são ativados pelo toque permitem que o cálcio flua para as células. Este sinal de cálcio é o gatilho e ao mesmo tempo parte integrante de um potencial de ação. Os saltos de calor causam os mesmos eventos elétricos dependentes de cálcio nos cabelos sensoriais que o toque.
“Para rastrear o sinal de cálcio, usamos flytraps que carregam dentro delas um sensor de cálcio geneticamente codificado”, diz Hedrich. Quando os níveis de cálcio celular aumentam, este sensor começa a apresentar fluorescência. “Ficamos bastante surpresos porque, quando o calor foi aplicado, um fio de cabelo sensorial brilhou primeiro”, disse ele. “Isso mostra que os cabelos funcionam como sensores de toque e calor ao mesmo tempo”, conclui Hedrich.
Foco no canal de cálcio da família OSCA
“Atualmente, estamos investigando a hipótese de que um canal de cálcio seja parte integrante do sensor de calor, ou mesmo do próprio sensor”, disseram os pesquisadores. Se isso for verdade, teria sido descoberto um tipo de sensor de temperatura ligado a uma membrana que ainda é completamente desconhecido nas plantas.
Até o momento, a pesquisa conhece canais de cálcio da chamada família OSCA, que podem ser ativados mecânica e osmoticamente. “No futuro, queremos testar se também existem OSCAs nos pêlos sensoriais da dioneia de Vênus que são ativados pelo fornecimento de energia térmica, e quais de suas áreas proteicas respondem à mecânica e quais ao calor.”
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