Венерина мухоловка дионея: Уход и содержание Венерина Мухоловка

Содержание

Уход и содержание Венерина Мухоловка

Венерина мухоловка (лат. Dionaea muscipula) — вид хищных растений из монотипного рода Дионея семейства Росянковые (Droseraceae).

Произрастает во влажном умеренном климате на Атлантическом побережье США (штаты Флорида, Северная и Южная Каролина, Нью-Джерси). Время цветения: с мая по июль.

Это единственный вид в роде. Дионея — многолетнее травянистое насекомоядное растение с коротким подземным стеблем. Стебель —луковицеобразный ризом. Цветет белыми нежными цветками, собранными в соцветие на высоком цветоносе. Для получения семян, опылять цветки надо вручную. Листья размером от трёх до семи сантиметров, но у сортовых крупнорослых Дионей они бывают больше, а у миниатюрных — еще меньше. Также размер меняется в зависимости от времени года. Растёт в почвах с недостатком азота, таких как сфагновые болота. Недостаток азота является причиной появления ловушек: насекомые служат источником азота, необходимого для синтеза белков.

Венерина мухоловка — член немногочисленной группы растений, способных к быстрым движениям.
Листья удлиненные, на конце сформирована хлопушка состоящие из двух створок по краям которых расположены зубчики. На поверхности этих пластинок располагаются чувствительные волоски, которые реагируют на жертву и дают команду к схлопыванию ловушки. После закрытия ловушки, выделяется сок и начинается процесс переваривания, который в зависимости от размера насекомого может длится от нескольких дней до нескольких недель. Каждая ловушка срабатывет несколько раз (примерно 4-7 раз), а потом отмирает.
К зиме, в прохладе, Венерина Мухоловка впадает в период покоя, прекращает свой рост и создается впечатление, что она погибает или замирает. Засохшие листочки можно удалять и осторожно поливать растение, весной она вновь пойдет в рост.

Выращивание Венериной Мухоловки, Дионеи пошагово (Dionaea muscipula):

Полив Венериной Мухоловки, Дионеи

Полив растения осуществляется только в поддон (через низ).

Вода для полива должна быть только дистиллированной (h30), или обратноосмотической (супер очищенной без минерализации).

Воду из-под крана, кипяченую, замороженную, из обычного фильтра, кулера и прочее —  нельзя использовать ни в коем случае — из-за этого растение погибнет.

Дистиллированную воду можно приобрести на разлив в аптеках, в которых готовят лекарства самостоятельно. Так же эту воду можно найти в химических и медицинских лабораториях. Дистиллированная вода продается в автомагазинах, на автозаправках, но имейте в виду, что качество воды у них несколько хуже аптечной, поэтому по возможности старайтесь использовать аптечную.

Венерина Мухоловка — это болотное растение, и оно не переносит пересыхание почвы. Не бойтесь перелить растение — оно это с радостью переживет. Бойтесь засушить растение — засуху оно не перенесет.

Для полива необходимо использовать высокие поддоны в которые помещается большое количество воды. В летний период полив должен быть интенсивный.

Уровень воды в поддоне может достигать две трети высоты горшка (уровня земли в вазоне). В прохладное время года – осенью и весной полив следует немного сократить, и наполнять поддон на одну треть горшка. По мере понижения уровня воды — доливать вновь. Зимой в период покоя – полив умеренный по мере просыхания земного кома.

Иногда можно сбрызгивать листочки Дионеи сверху из пульверизатора дистиллированной водой, совсем немного, чтобы это не считалось поливом сверху. Летом допускается один раз в день, в прохладное время года – раз в 5 дней, но это совершенно не обязательная процедура. 

Почва для Венериной Мухоловки, Дионеи

Субстрат должен быть приготовлен на основе кислого верхового торфа с кислотностью 3,0-4,0 pH. Перлит, перед приготовлением субстрата, необходимо вымачивать в дистиллированной воде в течении полутора-двух недель, сливая и заменяя воду 3-4 раза в неделю. Субстрат готовится в соотношении 2:1 или 1:1 (кислый торф : перлит). Перлит очень хорошо пропускает воду и воздух, так же не дает развиваться плесени.

Если у Вас нет возможности приготовить такой субстрат самостоятельно, то можете приобрести его у нас. Так же в субстрат можно добавить сухой сфагнум. Сфагнум поможет субстрату дольше задерживать влагу и будет предотвращать пересыхание, а еще он действует как антисептик, обеззараживая почву.

Вазон для Венериной Мухоловки, Дионеи

Для выращивания Дионеи необходимо использовать только пластиковый горшок или стеклянный вазон с отверстиями в донышке, чтоб вода могла легко циркулировать. Посадка растения в керамические, глиняные горшки запрещена. Основа субстрата для Дионеи — верховой кислый торф. Керамика взаимодействуя с таким торфом выделяет вредные соли, которые очень пагубно влияют на растение. Поэтому используйте только пластиковые или стеклянные горшки. Диаметр пластикового горшка 8-9-10-12 см. Очень большие горшки не нужны, так как корневая у Dionaea muscipula не большая. Корнями растение только пьет, все питание получает через листья. Диаметр стеклянного вазона для флорариума ограничивается только размерами растения и Вашей фантазией.

Освещение Венериной Мухоловки, Дионеи

Dionaea muscipula очень любит солнечный свет. Поэтому горшок с цветком следует ставить на южное окно, южный балкон, с южной стороны дома. Летом, когда солнце становиться очень интенсивным, можно сделать для растения рассеченное освещение, то есть использовать сетчатый материл, чтобы солнечные лучи рассекались. Для этого можно использовать легкие притеняющие сетки, марлю, москитную сетку и тому подобное, иначе с непривычки у растения могут быть ожоги, но оно постепенно само адаптируется к солнечным лучам, станет крепким и во второй половине лета эти сетки нужно убрать. При недостатке света листы у Дионеи могут излишне вытягиваться, и в конечном итоге мухоловка может перестать отращивать хлопушки, истощится и погибнет. Допустимы рассеченные солнечные лучи, но не притенение. Минимально растение в сутки должно получать 4-5 часов прямых солнечных лучей и остальной световой день -рассеянный яркий свет. Но чем больше времени растение будет стоять под прямыми солнечными лучами – тем лучше.

Если нет возможности выращивать растение с южной стороны, то можно досвечивать очень яркими лампами, дневного света или флора, с мощностью минимум 3500 люмен  — полный световой день – 12-16 часов с лампой, 8 часов – ночь, без лампы. Качественные лампы для Венериной Мухоловки Вы сможете найти ЗДЕСЬ.

Хищные растения не очень любят, когда их крутят вокруг оси, поэтому желательно на горшочке сделать какую-то пометку относительно стороны света и стараться всегда придерживаться этого направления.

 

Кормление хищной Венериной Мухоловки, Дионеи

Для любых хищных растений насекомые – это удобрения. Чтобы Венерина Мухоловка хорошо жила и развивалась, ей необходимо съедать не так уж много, всего 3-4 насекомых в год. Если же есть желание подкармливать растение, то нужно помнить, что его нельзя перекармливать, т.к. оно может перенасытиться удобрениями из съеденных насекомых. Кормить его можно только живыми насекомыми. Насекомое должно двигаться, стимулируя сенсоры внутри хлопушки. Только в таком случае растение выработает фермент, который вытянет из насекомого все полезные вещества. Ни в коем случае нельзя кормить мясом, творогом и т.д., от этого растение погибнет. Кормить Венерину мухоловку нужно не чаще, чем 1 раз в 3-4 недели —  всего только одно насекомое в одну хлопушку! Если растение самостоятельно поймало насекомое, нарушая график питания, то отбирать добычу не надо. Переваривается добыча обычно от 2-х дней до месяца, в зависимости от размера и плотности насекомого. Растение из насекомого высасывает необходимые питательные вещества, а хитин остается. После того как растение вытянуло все полезное из добычи хлопушка открывается и в ней остается только сухарик от насекомого. Если насекомое очень крупное и полностью не влезло в хлопушку или в момент поедания была очень высокая температура воздуха, то эта хлопушка может потемнеть, но переживать не стоит, питание растение все равно успеет получить и отрастит много новых хлопушек.

Влажность и температура воздуха для Венериной Мухоловки, Дионеи

Влажность 45-70 %, как и для большинства комнатных растений. Домашние условия содержания приемлемы. Температура воздуха летом 25-35 °C, зимой +2…+7 °C. Нуждается в периоде покоя (зимовке).

Зимовка Венериной Мухоловки, Дионеи

Dionaea muscipula необходима зимовка (период покоя). Дионея — растение умеренного климата, поэтому смена сезонов заложена в неё природой. Без этого периода покоя растение будет слабым и может погибнуть. Лучше всего, чтобы зимовка проходила в самые короткие солнечные дни (поздняя осень-зима). Так же можно ориентироваться и по погоде – с приходом холодов можно готовиться к зимовке. До этого момента все эти растения могут замечательно жить на открытом воздухе весь сезон (на улице, во дворе, на балконе, на окне). Когда температура падает до +7…+5, значит пора на зимовку. Обычно это ноябрь. Растение обрабатываем фунгицидом, чтоб не образовывалась плесень — очень хорошо подходит «Фундазол». Для этого достаточно сбрызнуть интенсивно растение и почву из пульверизатора. Горшочек с растением без поддона можно упаковать в полиэтиленовый пакет, зип-пакет или в пластиковый судочек, необходимо оставить или сделать небольшие отверстия, чтобы немного поступал кислород.

Примерно раз в 2 недели нужно проверять состояние влажности почвы и отсутствие плесени. Субстрат в горшке должен быть слегка влажный. Ни в коем случае не пересыхать. Если влаги становится маловато — немного подлить водичку сверху под корень. На зимовку растения можно помещать в погреб, подвал, на застекленный балкон и т.п. Главное условие зимовки — пониженная температура в пределах от +2 до +7 градусов. Более высокие температуры не подходят, так как при высоких температурах у растения не замедляется вегетация и оно полноценно не отдыхает. В холодильнике обычно стабильно +5, так что это идеальная температура. Освещение в период зимовки для Дионеи не нужно вовсе, при условии, если температура ниже +7 °C. За период покоя Дионея может потерять все свои раскрывшиеся листочки – это не страшно. Самое важное у растения – это здоровье ризомы (луковички). Как только она попадет в тепло и на хорошее освещение, то начнет распускать новые хлопушки.

Срок зимовки деточки – 1,5-4 месяца, подростка – 2,5-4 месяца, взрослое растение зимует 3-4 месяца, 
Выход из зимовки — как только растение пробыло необходимый период в покое, достаем их в тепло, ставим в поддон с водой на яркий свет и продолжаем ухаживать в обычном режиме.

Пересадка Венериной Мухоловки, Дионеи

Хищное растение необходимо пересаживать раз в год. Удобней всего это делать сразу после периода покоя. Пересадка нужна для того, чтоб обновить почву с необходимой кислотностью, так как со временем происходит раскисление почвы. Если за прошедший год растение дало деточек, то можно их отсадить в отдельные горшочки.

Цветение Венериной Мухоловки, Дионеи

Весной взрослая Венерина Мухоловка цветет. В первый год цветения нужно обязательно срезать цветонос(цветоносы), когда он только начинает расти. Первое цветение отбирает слишком много сил у молодого растения, и оно может погибнуть. Пусть растение максимально окрепнет, отрастит более крупную ризому, и на следующий год цветение уже будет не так изнурительно для Дионеи. На следующий год цветонос можно будет оставить, но тогда у Вас растение будет не очень крупным, так как цветение и формирование семян забирает у него много энергии. Если цветонос срезать, то растение будет мощным с крупными листами-

хлопушками.

Смена листа у Венериной Мухоловки, Дионеи

У Дионеи происходит постоянная смена листа. Старые листья снизу отмирают, а из центра вырастают новые. Так же отмирают листья, которые отхлопали свой резерв хлопков. Каждый лист-хлопушка срабатывает 4-7 раз, после этого отмирает. Поэтому не нужно заставлять растение хлопать хлопушками ради забавы. Когда листья отмирают они чернеют и засыхают. Не обязательно их непременно срезать, но можно это делать, чтоб растение выглядело более эстетично. Полезно знать, что вырывать почерневшие листики нельзя, т.к. листик может оторваться с частью ризомы, таким образом она повредится и не будет давать деток. Почерневшие листики необходимо именно срезать, оставляя 0,5 см от начала роста.

Цвет здорового листа у Dionaea muscipula может колебаться от полностью зеленого, до покраснения «ротика» у хлопушки. Это зависит от времени года, освещения, состава субстрата и температурного режима, в некоторых случаях от сорта Дионеи. Температурный режим в данном случае — это колебания дневных и ночных температур. Чем больше перепады температур, тем больше вероятности покраснения внутренней части хлопушки.

Заболевания Венериной Мухоловки, Дионеи

Дионея постоянно находится во влажной среде, поэтому подвержена заболеванию различными видами гнилей и грибков.

Средства для обработки Венериной Мухоловки, Дионеи от паразитов и заболеваний:

— Фитоспорин М паста — биофунгицид для защиты растений от грибковых и бактериальных болезней.

— Фундазол — фунгицид и протравитель с широким спектром действия против большого количества грибковых болезней.

— Актара — инсектицид кишечно-контактного действия. Очень эффективен от мелких насекомых, поселившихся в субстрате.

 

Если выращивать Венерину Мухоловку (Dionaea muscipula) в соответствии с вышеперечисленными условиями, то у Вас будут крепкие здоровые растения, которые будут Вас радовать долгие годы. При правильном уходе Dionaea muscipula живет 20-30 лет и за это время многократно размножается.

Венерина мухоловка (Дионея): Уход в домашних условиях

Дионея (Dionaea muscipula) — редкое и охраняемое растение семейства Росянковых, которое использует в пищу насекомых. Более известна как венерина мухоловка. Латинское название (мышеловка) ученые объясняют ошибкой при описании вида.

Экзот характеризуется оригинальной внешностью, противоестественным для растений поведением и необычным способом питания. Завораживающее зрелище представляет охота хищника. Этот процесс не оставит никого равнодушным.

Высота взрослой дионеи — 10–15 сантиметров. На коротком луковицеобразном стебле располагается розетка из четырех–семи листиков. В мае–июне можно увидеть цветонос. На его верхушке формируется соцветие щиток, состоящее из белых цветов (их диаметр — около сантиметра), издающих сладкий приятный аромат. Цветение продолжается один–два месяца.

Когда дионея отцветется, на верхушках черешков вырастают ловушки (в длину вытягиваются на 8–15 сантиметров). Они образованы двумя зелеными створками, способными захлопываться. При ярком свете внутренние стенки приобретают красноватый окрас. Кромки створок покрыты щетинками и обладают триггерами. Когда триггеры раздражаются, то ловушка захлопывается. В полости есть железы, функция которых — синтез нектара, служащего приманкой для насекомых. Когда жертва попадет в ловушку, начинает синтезироваться пищеварительный секрет. Пища переваривается одну–две недели, после чего створки раскрываются и ожидают следующую жертву. Когда ловушка съест двух–трех насекомых, она в большинстве случаев отмирает. Но некоторым ловушкам удается переварить даже 7 жертв.

В природе домом для хищника служат торфяные болота, расположенные в южной части Северной Америки. Чтобы восполнить недостаток азота, он отлавливает слизней, охотится за насекомыми.

Венерина мухоловка входит в число комнатных растений, пользующихся повышенной популярностью. Ее выращивают цветоводы всего мира.

Род Дионея монотипный — содержит только один вид (Венерина мухоловка). Но селекционеры создали множество сортов.

Особенности ухода в домашних условиях

Насекомоядное растение достаточно капризно. Но если ему предоставить правильный уход, то оно будет великолепно расти и развиваться.

Местоположение и освещение

Одно из главных условий для сохранения хорошего самочувствия дионеи — яркое освещение (оно должно быть рассеянным), естественное или искусственное. Утром и вечером экзоту необходимы прямые солнечные лучи. При скудном освещении листья бледнеют и вытягиваются.

Идеальное место для тропического хищника — окно, «смотрящее» на запад или восток. Отличным выбором станет и южный подоконник, но в полуденное время придется притенять цветок.

 

Не стоит часто разворачивать дионею, что оказывает на нее стрессовое действие.

 

Растениям, располагающимся во флорариуме, требуется досветка. Над цветком (на высоте близко 20 сантиметров) подвешивают фитолампу, чтобы обеспечить 14–16-часовой световой день.

Температура

Мухоловка принадлежит к теплолюбивым растениям. В период вегетации оптимальная температура — 22–30⁰С, возможно повышение до 35–38 градусов, что не сказывается на росте и развитии. Но подобная температура не должна сохраняться круглый год, зимой необходимо понижение до 8 градусов.

 

Дионея не переносит застоя воздуха. Поэтому обязательно систематическое проветривание, но без сквозняка.

 

Летом по возможности следует вынести дионею на улицу. В таком случае ее не придется кормить. Хищное растение самостоятельно будет обеспечивать себя пищей, охотясь на насекомых и пауков.

Как поливать

Экзоту необходим повышенный уровень влажности, из-за чего лучше всего его держать во флорариуме.

Земля в горшке не должна пересыхать, что может стать причиной гибели ловушек. Чтобы цветок получал достаточное количество воды, желательно поставить его в поддон, наполненный водой.

Если используется верхний полив, то грунт рекомендуется прикрыть слоем сфагнума, чтобы предотвратить уплотнение почвы и обеспечить поступление к корням кислорода.

 

Летом дионею нужно регулярно опрыскивать.

 

В природе насекомоядное растение произрастает на очень бедных почвах, вследствие чего корни потеряли способность усваивать минеральные элементы. Поэтому поливают экзот дождевой, дистиллированной или профильтрованной водой, но не водопроводной.

Чем кормить мухоловку

Пищей хищнику служат насекомые и пауки — они восполняют растению недостаток азота. Жертвы должны быть живыми (створки проявляют реакцию на движение) и небольшими (должны занимать не более трети внутреннего пространства ловушки, иначе створки не смогут закрыться).

Нельзя давать дионее жуков, покрытых твердым хитином, а также грызущих насекомых — из жертв они могут превратиться во вредителей и повредить ловушку. Категорически противопоказано кормление мясом, что приведет к появлению гнили и развитию заболеваний.

Хищник ест органику, только когда он голоден. При переедании дионея может заболеть. Поэтому кормят ее не чаще двух раз в месяц, каждый раз помещая пищу в разные ловушки.

Необходимо учитывать, что:

  • большие насекомые перевариваются дольше, чем мелкие;
  • в старых ловушках пищеварительные соки образуются медленнее, чем у молодых;
  • в холоде процесс переваривания замедляется.
  •  

Не стоит лишний раз дразнить растение, прикасаясь к ловушке. Если створки будут часто закрываться, не получая белковую пищу, то они вскоре потеряют работоспособность и почернеют.

 

Нельзя кормить цветок, если он:

  • заболел или сильно ослаблен;
  • недавно подвергся пересадке либо испытал стресс;
  • рос при скудном свете или излишне высокой влажности.

В последних числах сентября дионее перестают давать органическую пищу.

Почва и горшок

Чтобы приготовить почвенный субстрат, перемешивают кварцевый песок (вместо него можно взять перлит) с двойным количеством торфа. Предварительно песок нужно прокипятить в дистилляте, а перлит выдержать неделю в воде, периодически ее заменяя.

 

Если посадить насекомоядное растение в питательный грунт, то оно заболеет.

 

Горшок следует подобрать неширокий (диаметром не больше 12 сантиметров), но глубокий — корни проникают вглубь на 20 сантиметров. Желательно, чтобы он был светлым, — темный цвет притягивает солнечный лучи, что может привести к перегреву корней.

 

Несмотря на то, что тропический экзот очень любит тепло, его корни страдают от перегрева.

Посадка и пересадка

Пересаживают мухоловку по мере необходимости, предпочтительно весной. При пересадке необходимо действовать очень аккуратно, чтобы не повредить хрупкие корешки. Сначала растение вынимают из старого горшка и стряхивают из корешков почву. Если субстрат плотно держится на корнях, то их на пару минут помещают в воду. Затем кустик помещают в горшок и засыпают почвосмесью, не трамбуя. Хорошо поливают.

 

Дренажный дионее не нужен.

 

После пересадки хищника следует оставить на месяц в затемненном теплом месте, обеспечив обильные поливы. Подобные условия помогут растению адаптироваться.

Цветение

Тропическая красавица очень маленькая, ее рост — 10–15 сантиметров, а цветонос вырастает в высоту до полуметра. Поэтому цветение отнимает у растения (особенно молодого) много сил и затормаживает процесс образования ловушек, из-за чего рекомендуется обрезать цветоносы сразу же после появления. Если необходимы семена, то бутончики оставляют.

Удобрения

В традиционных удобрениях хищник не нуждается, он получает все необходимые ему для жизни элементы с тела насекомого.

Венерина мухоловка зимой

Осенью дионея перестает выпускать листики и готовится ко «сну». Чтобы помочь растению, его вынимают из поддона и переносят в затемненное и достаточно прохладное (8–10 градусов тепла) помещение. Мухоловка может зимовать на утепленной лоджии или в подвале. Можно разместить его в нижнем отделе холодильника.

 

Не выбрасывайте дионею, если осенью листья стали коричневыми и осыпались — в таком виде она зимует. Весной растение восстановит декоративный вид.

 

Зимой хищник не нуждается ни в освещении, ни в питании. Поэтому кормления прекращают, поливы сводят к минимуму — застой воды вызовет загнивание корней.

С приходом первых весенних дней дионею возвращают на прежнее место и удаляют с нее все ловушки. Постепенно возобновляют прежний уход.

Размножение

Размножают насекомоядное растение несколькими способами: листовыми черенками, делением куста (отделением деток), семенами, цветоносом.

Черенками

Со стебля срезают лист и высаживают его в почвенную смесь, полученную из кварцевого песка и торфа, взятых в равных пропорциях (можно использовать один торф), под небольшим наклоном. Место среза предварительно обрабатывают Корневином.

Для черенка создают мини-тепличку, накрыв его банкой или целлофаном. Обеспечивают ему яркий рассеянный свет, тепло и высокую влажность. Через два–три месяца у основания листика начнет появляться корневая поросль, что свидетельствует об его укоренении.

 

Рекомендуется ставить на укоренение несколько черенков, так как они плохо приживаются из-за подверженности грибковым заболеваниям.

Отделением луковиц-деток

Именно этот метод чаще всего используют цветоводы благодаря его простоте, быстроте и успешности.

Деление желательно выполнять при пересадке. Куст вынимают из горшка, удаляют из корней почву и отделяют дочерние розетки (их обычно образуется очень много), используя острый простерилизованный нож. Срезы присыпают толченным углем. Молодые кустики рассаживают и располагают в затемненном месте.

 

Не стоит часто делить куст, из-за чего он слабеет. Дионея любит расти в тесноте вместе со своими детками.

Семенами

Этот способ размножения довольно сложный и дает непредсказуемый результат. Из семян вырастают сеянцы, которые в большинстве случаев непохожи на родительское растение, что представляет особый интерес для цветоводов.

При желании вырастить экзота из семян необходимо дождаться цветения и опылить цветы ватной палочкой. Процедуру повторяют несколько дней. Через месяц на месте соцветия сформируется коробочка, заполненная семенами.

 

Семена следует высевать сразу же после получения. Они сохраняют всхожесть не больше 3 месяцев.

 

Повысить всхожесть позволит стратификация. Семена обворачивают мхом и кладут в целлофановый пакетик, который хорошо закрывают. Помещают на 40–45 дней в холодильник.

Небольшую емкость заполняют почвенным субстратом, который готовят из сфагнума и кварцевого песка (соотношение 2:1). Семена обрабатывают Топазом, следуя инструкции, и рассыпают по поверхности, не заглубляя в почву. Увлажняют мягкой водой.

Делают мини-тепличку и устанавливают ее в хорошо освещенном месте. Можно на 12–14 включать искусственное подсвечивание. Температуру следует поддерживать на уровне 24–30⁰С, влажность воздуха — максимально возможной, а грунт — слегка влажным (пересыхание и застой воды губительны для всходов).

Сеянцы появятся через 3–4 недели. С этого времени начинают постепенно приучать их к свежему воздуху. Сначала тепличку открывают на несколько минут, ежедневно увеличивают продолжительность проветривания. Через месяц крышку перестают закрывать.

По прошествии полумесяца подросшие растеньица пикируют в маленькие (диаметр — до 10 сантиметров) горшочки. Теперь следует запастись терпением: малыши станут взрослым только через 5 лет.

Цветоносом

Когда цветонос вырастет до 4–5 сантиметров, его срезают и углубляют на сантиметровую глубину в увлажненный торф. Накрывают банкой, чтобы создать тепличные условия. Если постоянно увлажнять почву и проветривать тепличку, то через 1,5–2 месяца появится зеленая поросль. Через месяц «молодежь» переселяют в отдельные вазоны.

 

Не стоит выбрасывать цветонос в случае засыхания. Следует подождать, и вскоре появятся малыши.

Болезни и вредители

Хотя это кажется парадоксальным, но на хищника иногда нападают насекомые: в ловушках поселяется тля (в результате они деформируются), а мучнистый червец высасывает соки. Чтобы не допустить гибели тропической красавицы, ее опрыскивают инсектицидом (желательно аэрозольным).

Слишком сухой воздух в комнате способствует появлению паутинных клещей. Для их уничтожения дионею обрабатывают акарицидом. Опрыскивания повторяют 2–3 раза, делая недельный перерыв.

Помимо атак вредителей, мухоловка подвержена и заболеваниям. При слишком высокой влажности и пониженной температуре активно размножаются сажистый грибок и серая гниль. Для борьбы с грибковыми заболеваниями понадобится приобрести фунгицид.

Особую опасность представляют бактериальные инфекции. Подобная ситуация наблюдается, если хищнику не удается переварить жертву. Ловушка чернеет и загнивает, а болезнь начинает стремительно распространяться дальше. Чтобы спасти растение, удаляют больную ловушку вместе с поврежденными листьями, а куст обрабатывают фунгицидным препаратом.

Если поливать кустик жесткой водой, то в почве будет накапливаться кальций и листики начнут желтеть. При частом пересыхании грунта листья желтеют и осыпаются. Проходящие сквозь стекло прямые солнечные лучи причиняют ожоги, особенно на молоденьких листиках.

Если окружить венерину мухоловку вниманием и предоставить ей оптимальные условия, то она будет долгие года украшать квартиру своим неординарным видом.

Венерина мухоловка или Дионея. Уход (кормление, размножение, полив, пересадка).

Насекомоядные растения становятся все популярнее в комнатном цветоводстве. Ярким представителем хищных растений является Венерина Мухоловка (Дионея) — компактный комнатный цветок из семейства росянковых. Высота растения невелика — всего 10-12 см.

В перерод цветения Венерина Мухоловка выбрасывает цветоносы, длина которых может достигать 45-50 см. Окраска соцветий белая, но больший интерес для любителей комнатных растений представляют листья. Их агрессивный вид и яркая расцветка не могут не завораживать. Листья с игольчатыми или зубчатыми краями (в зависимости от сорта) представляют собой ту самую ловушку, в которую попадаются мелкие насекомые и даже слизни. Створки листа захлопываются мгновенно, не давая жертве опомниться. Однако количество таких «атак» у растения строго ограничено: каждый лист захлопывается не более 5 раз, после чего отмирает. Поэтому не следует забавы ради «кормить» растение слишком часто.

Венерина Мухоловка. Уход.

Уход за Венериной Мухоловкой осложняется рядом факторов.

  1. Растению требуется очень высокая влажность. Частых поливов и опрыскиваний будет недостаточно для того, чтобы обеспечить Дионее комфортные условия. Если воздух в помещении слишком сухой, необходимо держать растение мухоловку в мини-тепличке или парнике.
  2. Дионее необходим яркий свет на протяжении всего года. Зимой растение досвечивают, а летом помещают на самое яркое место в доме (но не на палящее солнце). При недостатке света листья Дионеи теряют окраску, а стебли вытягиваются.
  3. В период покоя необходимо содержать Венерину Мухоловку при температуре 10-12°С. Зимовка растения — сложное испытание для любителей экзотов. Жизнь Дионеи практически останавливается, о чем свидетельствуют опавшие листья и засохший стебель. В этот момент многие неопытные цветоводы принимают решение расстаться со своим зеленым питомцем, полагая, что дни его сочтены. Это вовсе не так! В середине весны Венерина Мухоловка оживает и вступает в фазу активного роста.

Удобрение, полив.

Дионея питается насекомыми не случайно. В природе она растет в таких местах, где наблюдается острая нехватка азота. Подкормка в виде насекомых позволяет растению осуществлять синтез белков, необходимый для жизни. Между тем, удобрять растение Мухоловку противопоказано. Для него приемлема именно та форма питания, к которой оно привыкло. Дополнительные подкормки в виде комплексных удобрений могут ослабить растение и даже привести его к гибели.

Венерина Мухоловка требовательна к качеству воды. Обычная вода из-под крана ей не подойдет. Можно воспользоваться очищенной питьевой, которая поступает в продажу, либо отфильтровать воду самостоятельно. Подойдет и дистиллированная вода, в крайнем случае можно использовать дождевую или талую воду. Поливают растение в поддон по мере подсыхания.

Размножение и пересадка.

В частых пересадках растение не нуждается. Бедные почвы — естественная среда обитания Дионеи. Растению необходим слабокислый субстрат и горшок небольшого диаметра, но достаточной глубины.

Размножают растение детками, которые можно отделить во время пересадки.

Хороших результатов можно добиться семенным размножением, однако нужно помнить, что при таком подходе растение быстро уйдет в цвет. Поскольку целью является получение обильной листвы, то молодые цветоносы необходимо удалить, дав растению возможность набрать зеленую массу.

Цветоносы также используют для размножения, высаживая их в рыхлый и влажный субстрат. Рассаду накрывают колпаком и ставят на светлое место. В течение полутора месяцев вокруг цветоноса образуется новая поросль. Сам цветонос при этом практически полностью засыхает.

Кормление Венериной Мухоловки.

Наибольший интерес для цветоводов представляет кормление Венериной Мухоловки. Если растение содержится на балконе или в саду, то оно сможет прокормить себя самостоятельно. Для нормальной жизнедеятельности Дионее нужно «ловить» добычу 2-3 раза в месяц, причем достаточно одной сработанной ловушки, чтобы растение получило необходимое питание.

Процесс переваривания растягивается на 1-2 недели. Мягкие ткани перевариваются полностью, а непереваренные остатки сохраняются на поверхности листа после его открытия. Если растение сыто, то оно может отказаться от принятия пищи. Кроме того, Венерина Мухоловка не станет питаться тем, что изначально для неё не предназначено. Пищеварительный фермент вырабатывается только при попадании в ловушку живого насекомого.

Если вы подкармливаете растение самостоятельно, запомните, в какую ловушку вы поместили насекомое, чтобы в следующий раз побаловать добычей другой лист. Это продлит жизнь листьев-ловушек и позволит зеленой массе развиваться равномерно.

Сложности ухода.

Помимо тех сложностей, о которых упоминалось ранее, уход за Венериной Мухоловкой осложняется появлением тли, которая нередко посягает на растение при недостаточной влажности воздуха. Из других вредителей опасность представляют трипс и плодовый комар, который оставляет на Дионее свои личинки. Лечат ее так же, как и другие растения — опрыскиванием препаратом против вредителей (например, Доктор Фоли от вредителей).

Венерина Мухоловка может также подвергаться заболеваниям, таким как серая гниль и черный сажистый грибок. Лечение — опрыскивание фунгицидом (подойдет Доктор Фоли от болезней).

уход в домашних условиях, фото

Растение венерина мухоловка (Dionaea muscipula) — единственный представитель в роде Дионея из семейства Росянковых. В природе увидеть такие кустики можно в некоторых американских штатах на побережье Атлантики: обычно они водятся в болотистой местности. Хотя сегодня венерина мухоловка включена в список исчезающих растений, она сохраняет свою популярность как необычный домашний цветок.

Латинское название кустиков означает «мышеловка», хотя ловушки цветка опасны лишь для насекомых. Предположительно, причиной такой несостыковки стала описка — вид Dionea Muscipula должен был назваться «ловушкой мух» — «muscicipula».

Общее название рода — дионея — было дано по имени греческой богини — матери Афродиты. Англичане тоже называют кустики «венериными мухоловками». Необычное название вида связано с формой листовых ловушек растения. По одной из версий, они напоминают ракушки — один из символов женского начала и богини Венеры, родившейся из морской пены.

Описание венериной мухоловки

Дионея — травянистый многолетник. В этот род включается лишь венерина мухоловка. Её кусты в горшках дорастают до 15 см в высоту, а в природе имеют размер около 20 см. Подземный стебель имеет вид луковицы. Во время цветения на нём формируется высокий цветонос с простыми белыми цветочками, образующими соцветие-щиток. Размеры цветоноса позволяют насекомым опылять цветки, не опасаясь попадания в ловушку. На опылённых цветках завязываются коробочки с мелкими чёрными и блестящими семенами.

Подземный стебелёк венериной мухоловки формирует от 4 до 7 листков, образующих розетку. Ближе к окончанию цветения на них появляются ловушки до 15 см длиной. Их окраска — зелёная, но от яркого света внутренняя часть начинает краснеть. Иногда окраска меняется в зависимости от возраста куста. Некоторые сорта растения могут немного светиться бледно-голубым светом — накопленные солнечные лучи позволяют им приманивать жертв даже в темноте.

Хищные «повадки» венериной мухоловки обусловлены условиями её обитания. Болотные топи, на которых она растёт, очень бедны азотом, поэтому необходимый для жизни элемент цветок усваивает, охотясь на слизняков и насекомых.

Ловушки формируются в верхней части коротких черешков, предназначенных для фотосинтеза. Постепенно черешки начинают отрастать и направляться вверх. Каждая располагающаяся над ними ловушка имеет две створки, окружённые редкими щетинками. Жертвы привлекаются к ним ароматом вырабатываемого желёзками нектара. Когда они задевают чувствительные волоски-триггеры внутри ловушки, её створки захлопываются, и цветок начинает переваривать жертву. На это уходит около 5-10 суток, после чего ловушка вновь принимает исходное положение. Каждый такой капкан способен захватить и переработать до 3-х насекомых, после чего отмирает, хотя иногда их число может доходить и до 7-10 штук.

Строение растения предусматривает защиту от случайного захлопывания ловушек из-за попадающих на них капель воды или соринок. Для их срабатывания необходимо воздействие как минимум на пару волосков в течение 20 секунд. Цветок самостоятельно рассчитывает, стоит ли ему запускать «механизм» ловушки, чтобы не закрывать её впустую — ведь на это уходит немало сил. Лишь «вычислив», что добыча позволит ему насытиться, кустик окончательно её ловит и начинает процесс переваривания.

ВЕНЕРИНА МУХОЛОВКА ИЛИ ДИОНЕЯ ✔️ УХОД ЗА ХИЩНЫМ РАСТЕНИЕМ ✔️ Кормим мухоловку


Watch this video on YouTube

Краткие правила выращивания венериной мухоловки

В таблице приведены краткие правила ухода за венериной мухоловкой в домашних условиях.

Уровень освещенияНеобходимы рассеянные яркие лучи. При этом около 4 ч в сутки кустик должен находиться под прямым солнцем. Оптимальной для него будет западная или восточная сторона. Если цветок держат во флорариуме, следует использовать досветку.
Температура содержанияЛетом, в период роста — около 20-30 градусов, зимой — до 7 градусов.
Режим поливаПредпочтителен нижний полив. Горшок с цветком выставляют в ёмкость с дождевой или дистиллированной водой так, чтобы отверстия на дне ёмкости были в неё погружены. Это позволит растению самому вобрать нужное количество влаги.
Влажность воздухаНеобходима очень высокая влажность, поэтому венерину мухоловку часто выращивают в террариумах или флорариумах.
ПочваДля выращивания венериной мухоловки требуется грунт, который включает перлит, двойную часть торфа и половину части кварцевого песка.
ПодкормкиПривычные подкормки кустику заменяют мухи. За период роста одному кусту будет достаточно 2-3 штук. Но все они должны быть живыми и не слишком крупными. Помещать добычу в одну и ту же ловушку не стоит.
ПересадкаВенерину мухоловку пересаживают ранней весной раз в 2-3 года.
ЦветениеЦветение приходится на май-июнь, продолжаясь 2-3 недели.
Период покояНачиная с осени, поливы сокращают, следя, чтобы в поддоне не оставалось воды. До марта куст нужно держать в прохладном (около 7-10 градусов) тёмном месте без питания. Поливы проводят лишь изредка. В начале марта горшок возвращают на место, проводя обрезку — с куста убирают все старые ловушки. Затем постепенно возвращаются к прежнему графику ухода.
РазмножениеОтделение розеток-деток, черенки, цветонос, либо семена, завязывающиеся после искусственного оплодотворения.
ВредителиИзредка — тля, паутинные клещи.
БолезниГниль, сажистый грибок.

Уход за венериной мухоловкой в домашних условиях

При соблюдении правил ухода растение способно прожить до 30 лет. Венерину мухоловку можно вырастить как в домашних условиях, так и в саду. Но для здорового развития зелёной хищнице требуются особые условия.

Освещение

Для полноценного роста венерину мухоловку следует держать на светлых восточных или западных окнах. Так проще всего выполнить требования растения: около 4-5 часов прямого света в день, после чего освещение становится рассеянным. Лучше всего куст усваивает прямой свет именно утром или вечером. Тёмный уголок предполагает использование ламп. Недостаток освещённости влияет на внешний вид венериной мухоловки и яркость её окраски.

В домашних условиях венерины мухоловки нередко выращиваются в специальных ёмкостях — флорариумах или террариумах, позволяющих обеспечить посадкам высокую влажность. Из-за сухости воздуха листва кустика начинает пересыхать и теряет привлекательность. Чтобы цветок не страдал от нехватки освещения в таком сосуде, его досвечивают лампой от 40 Вт. Она должна располагаться в 20 см от куста и обеспечивать световой день около 15 часов.

Венериной мухоловке также потребуется свежий воздух. Отсутствие воздушной циркуляции растение переносит плохо, поэтому помещение с ним следует чаще проветривать. Сам кустик в это время стараются не подвергать воздействию сквозняка. Летом мухоловку можно перенести на балкон, обеспечив ей укрытие от излишне яркого света. Но любые перемещения куст воспринимает очень болезненно, поэтому поворачивать его к свету разными сторонами не стоит.

Температура

Летом венерина мухоловка спокойно переносит как умеренное тепло, так и жару. Оптимальная температура для растения в летний период – 20-30 градусов. Зимой же цветок держат в прохладе — примерно при 7 градусах. Без понижения температуры в течение 3-4 месяцев куст не проживёт дольше 1,5-2 лет.

Погружаясь в сон, мухоловка сбрасывает листву. В этот период горшок с кустиком можно даже хранить в холодильнике, но холоднее 2 градусов в отсеке с цветком быть не должно. При этом на родине дионеи способны переносить мягкую зиму под снегом, но морозов они не переживают.

Полив

Корни венериной мухоловки не приспособлены к усваиванию минеральных солей и питательных элементов из почвы, поэтому для полива следует использовать лишь мягкую дождевую воду. После сбора её следует хранить в пластиковой таре. Если воспользоваться дождевой водой не получается, цветок поливают дистиллированной или бутилированной.

Грунт в горшке должен сохранять постоянную влажность — пересушивание земли может привести к отмиранию ловушек. Но привычные поливы следует заменить нижними. Если поливать растение сверху, грунт начнёт уплотняться, а земля станет менее кислой. Вместо этого ёмкость с цветком выставляют на поддон с водой так, чтобы в неё погрузились дренажные отверстия. Это позволяет мухоловке самой втягивать необходимое количество влаги.

Уровень влажности

Чтобы сохранить необходимую для венериной мухоловки влажность воздуха (около 70%), её высаживают в аквариумы, флорариумы или террариумы. Дно ёмкости отсыпают керамзитом, периодически наливая в него воды, которая будет испаряться. Накрывать аквариум крышкой не следует, это перекроет приток воздуха к цветку, а также преградит путь насекомым.

Подкормки

Все необходимые элементы хищница поглощает из своей добычи, поэтому в дополнительных подкормках нуждаться не будет: почву в горшке не удобряют.

Режим питания

Венерина мухоловка имеет собственные питательные предпочтения и способна усвоить далеко не каждое насекомое. Так жуки с твёрдым панцирем, грызущие виды и дождевые черви могут повредить её ловушки. Также нельзя кормить цветок обычным мясом или колбасой — такое меню может окончиться развитием гнили на ловушках. Если в ловушку положили неподходящую для цветка пищу, но она захлопнулась, не следует силой её раскрывать. Через пару дней створки должны раскрыться сами. В период роста кусту будет достаточно поймать пару-тройку некрупных пауков, мух или комаров. Растущие на балконе или на улице кустики смогут привлечь добычу сами. В остальных случаях муху или комара можно поймать и запустить к цветку в аквариум.

Устраивать мухоловке подобные подкормки в некоторых случаях не стоит. Больное, растущее в неподходящей среде или недавно пережившее стресс от пересадки или смены условий растение не сможет должным образом поглотить добычу. «Сытый» кустик также не станет ловить мух. Трогать ловушки забавы ради не стоит, можно случайно их повредить.

С конца сентября венерину мухоловку прекращают кормить — растение уходит на покой и подобная пища не потребуется до весны.

Это ХИЩНОЕ РАСТЕНИЕ жрёт даже животных! венерина мухоловка или дионея(Dionaea muscipula) !


Watch this video on YouTube

Почва

Грунт для посадки должен включать перлит, двойную часть торфа и половину части кварцевого песка. Песок нужно предварительно прокипятить в дистилляте, перлит неделю выдерживают в воде. Слишком питательных почв избегают — они не принесут кустику пользы. При желании можно приобрести специальную почвенную смесь. Керамзит в грунт добавлять не стоит — он считается слишком щелочным для цветка. Дренаж мухоловке тоже не понадобится.

Пересадка

Комнатная венерина мухоловка предполагает систематическую весеннюю пересадку. Её проводят раз в 2-3 года. Для выращивания подойдёт высокая, но не слишком широкая ёмкость: размер корней может доходить до 20 см в длину. Предпочтительны горшки из глины.

Растение персаживают в новый горшок осторожно, стараясь не повредить корешки. Куст вытаскивают из ёмкости, осторожно очищают от остатков грунта, при необходимости отмачивая почвенный ком в воде, а затем обмывают листву пульверизатором. Пересаженное растение около 5 недель должно пребывать в состоянии покоя, адаптируясь к новому грунту. Всё это время его следует держать в полутени и обильно поливать.

Если венерину мухоловку планируют летом держать в саду, для неё готовят контейнер глубиной около 20 см и шириной около 30 см. Поверхность субстрата обязательно прикрывают мхом, предотвращающим быстрое пересыхание почвы. Для кустика при этом подбирают в меру светлое место, укрытое от слишком палящих лучей.

Цветение

Венерина мухоловка зацветает в конце весны или начале лета, после окончательного пробуждения. При этом растение формирует длинный цветонос со щитковидным соцветием наверху. Его формируют цветочки размером до 1 см, имеющие сладкий аромат.

Цветение продолжается всего несколько недель, но отнимает у куста много энергии. Его ловушки развиваются гораздо хуже, приобретая крохотный размер. Рост всего растения также замедляется. Если нет необходимости в сборе семян, цветки удаляют ещё до раскрытия, срезая стрелку под корень. Срезы опудривают толчёным углём. Но сам по себе факт цветения свидетельствует о том, что за кустиком ухаживают правильно. Срезанную стрелку можно попробовать применить для размножения цветка. Её укореняют как черенок, не обрезая макушку.

Период покоя

Осенью венерина мухоловка перестаёт формировать новую листву и готовится к периоду покоя. Чтобы помочь растению перейти в состояние покоя, необходимо уменьшить число и объёмы поливов. Воду из поддона обязательно сливают. Зимой цветок держат в тени и прохладе (около 7-10 градусов). Обычно для этого подходят закрытые лоджии или овощной отсек холодильника. Спящей мухоловке не требуются ни свет, ни питание — её листва полностью высыхает, хотя поливать растение не перестают. Поливы проводят лишь изредка, чтобы не допустить загнивания корневой системы, используя воду такой же температуры, как и у окружающей цветок среды.

В начале марта растение возвращают на привычное место, срезают все старые ловушки и возобновляют обычный график ухода, постепенно возвращаясь к режиму освещения и полива. Но активно развиваться куст начнёт не сразу, а лишь к концу мая.

Кустики, которые выращивались на улице, перед наступлением холодов заносят в подвал для безопасной зимовки, а в сад возвращают лишь с приходом тепла.

Способы размножения венериной мухоловки

Выращивание из семян

Семена венериной мухоловки можно получить лишь с помощью искусственного опыления. Дождавшись цветения, кисточкой или ватной палочкой пыльцу переносят с одного цветка на другой. В идеале переопыляют два разных растения. Если провести процедуру правильно, за месяц на месте опылённого цветка сформируется коробочка с семенами.

Полученные таким образом семена сохраняют всхожесть всего несколько месяцев, поэтому с посевом не стоит медлить. Его проводят сразу после сбора. Повысить всхожесть как свежих, так и более старых семян можно с помощью стратификации — около 5 недель они должны провести в холодильнике в плотно закрытом пакетике со мхом. Мох можно заменить ватными дисками, слегка пропитанными обеззараживающим раствором (несколько капель фунгицида на стакан дистиллированной воды). В пакете делают дырочки для вентиляции, а раз в неделю заглядывают туда для проверки и при необходимости повторно увлажняют. Если на семенах развилась плесень, их очищают фунгицидом и повторяют процедуру. Для старых семян возрастом около 3-4 месяцев срок можно увеличить до 7-8 недель.

Для проращивания берут контейнер, заполненный тёплым грунтом, на 2/3 состоящим из сфагнума и на 1/3 из кварцевого песка. Подготовленные семена распределяют поверхностно, не заглубляя, а затем опрыскивают и прибирают в мини-тепличку. Посевы должны находиться на рассеянном свету — на подоконнике или под лампой. При температуре 24-30 градусов всходы появятся примерно за 2-3 недели. Ежедневно грунт в контейнере следует проверять на влажность и по мере необходимости поливать. Укрытие ежедневно снимают для проветривания. Ещё через 2-3 недели ростки можно распикировать по отдельным горшочкам до 9 см диаметром. Спустя 4 месяца развития кусты начнут готовиться к зимовке. Если календарная зима ещё не наступила, можно ещё раз пересадить дионеи в свежий грунт, сдвинув период отдыха на более поздний срок. Взрослыми такие венерины мухоловки будут считаться лишь на 5-й год выращивания.

Размножение листовыми черенками

С куста необходимо срезать листик, захватывая участок близ самой луковицы. Область среза обрабатывают стимулятором роста, с затем высаживают лист под углом в такую же смесь, как и при посеве семян. Ловушку с черенка можно удалить. Саженец накрывают банкой или пакетом и ставят в светлое место. Листик держат в таких условиях до появления поросли у основания саженца: на это уходит около 1-3 месяцев. Но процент укоренения листьев мухоловки невелик — многие посадки гибнут из-за грибковых болезней.

Венерина мухоловка (Dionaea muscipula): размножение листовым черенком


Watch this video on YouTube

Деление куста

Самый простой и действенный способ получения новых экземпляров венериной мухоловки — деление её кустов. Обычно его совмещают с пересадкой. Разросшийся кустик вытаскивают из грунта, очищают от земли, а затем острым и чистым инструментом отрезают от него дочерние розетки, имеющие собственные корешки (как минимум два). Деток рассаживают по собственным горшкам и держат в тени до полного укоренения. Если на кусте уже присутствуют ловушки, во время этой процедуры их стараются не задевать.

Но убирать все розетки-детки у венериной мухоловки не стоит. Растение развивается гораздо лучше, когда у него сохраняется несколько мелких отростков-кустиков, поэтому деление проводят не чаще одного раза в 2-3 года.

Размножение цветоносом

Если в ваши планы входит размножение венериной мухоловки цветоносом, то лучше это сделать, когда он вырастет в длину до 4-5 см. После этого цветонос срезают и неглубоко, достаточно 1 сантиметра, заглубляют в торф. Укорененный цветонос накрывают колпаком, создавая ему парниковые условия.

Теперь остается ждать появления молодой поросли. Это произойдет не быстро. Весь период ожидания заботливо проветривайте укорененный цветонос и поддерживайте почву во влажном состоянии.

Цветонос может со временем засохнуть, иметь безжизненный вид, но это не значит, что процесс не удался. Через 1,5-2 месяца появится новая поросль, означающая, что у вас будут новые экзотические растения.

Болезни и вредители венериной мухоловки

Вредители

Хотя венерина мухоловка сама способна очищать дом от некоторых насекомых, отдельные вредители всё же могут нападать на хищницу. Обычно они селятся снаружи листьев или имеют слишком малый размер для воздействия на ворсинки ловушек. Так при появлении тли ловушки могут деформироваться. Чтобы избавиться от таких насекомых, цветок обрабатывают аэрозольным инсектицидом. Можно использовать и народные средства — настои пахучих трав, которые не нравятся тле.

От сухого воздуха в помещении на кустике может появиться паутинный клещ. Он питается соком листвы и чаще всего появляется на нижней стороне пластинок. Распознать опасность можно по паутинке, появляющейся на листьях. Если не предпринять мер, клещи размножатся и быстро уничтожат растение. Для борьбы с ними венерину мухоловку опрыскивают акарицидом, обычно для полной победы над вредителем потребуется системная обработка в несколько этапов с недельными перерывами.

Если на цветке появились мучнистые червецы, также питающиеся соками, самих вредителей собирают вручную ваткой, смоченной в спирте, а затем обрабатывают кустик соответствующими средствами.

Болезни

От застоя влаги у корней и высокой влажности на кустиках может появляться сажистый грибок. Справиться с ним помогут фунгициды. Если венерину мухоловку держат в несвойственных для неё условиях, куст может быть поражён серой гнилью, также называемой ботритисом. Такие растения покрываются серым пушком. При первых признаках болезни все поражённые части кустика быстро удаляют, а затем обрабатывают цветок фунгицидом.

Самой опасной инфекцией для венериной мухоловки считается бактериальная. Обычно она возникает из-за проблем с перевариванием захваченной жертвы. Чаще всего это происходит из-за попыток накормить мухоловку чем-либо неподходящим. Поражённая ловушка начинает гнить и чернеть, после чего болезнь передаётся всему кустику. Загнивающую ловушку необходимо быстрее обрезать, опудрить срезы углём, а остальное растение обработать фунгицидным препаратом по инструкции.

Если весной растение развивается слишком медленно, вероятно, условия зимовки были нарушены. Если дионея совсем не будет отдыхать, можно лишиться растения уже на второй год выращивания.

Виды и сорта венериной мухоловки с фото и названиями

Род дионеи считается монотипным: в него входит только один вид. Но селекционеры на его основе смогли получить множество сортов венериной мухоловки, отличающихся цветом листвы и ловушек, а также своими размерами и особенностями. В числе наиболее распространённых:

  • Акаи Риу — листья и ловушки этого сорта имеют тёмно-красную окраску, на интенсивность которой не влияет освещение. Снаружи каждой ловушки присутствует полосочка зелёного цвета.
  • Богемиан Гарнет — кустики до 12 см диаметром имеют насыщенно-зелёную листву и образуют до 12 ловушек. Широкая листва располагается недалеко от земли, покрывая поверхность грунта. Ловушки тоже имеют горизонтальное положение.
  • Джайнт — зелёная розетка таких кустиков быстро образует ловушки более 5 см величиной. При ярком свете они приобретают яркую багровую окраску.
  • Дракула — ловушки этого сорта снаружи имеют зелёный окрас, а изнутри — красноватый. Зубчики отличаются небольшими размерами, а с наружной стороны дополнены красной полосой.
  • Дэнтейт Трап — формирует кустики до 12 см диаметром, имеющие от 5 до 12 ловушек. Надземная часть растения имеет зелёную окраску, а на ловушках с внешней стороны находится красная полоса. Внутренняя часть ловушек также окрашена в красный цвет. И листва, и ловушки имеют почти вертикальное положение.
  • Крокедайл — по мере развития окраска кустов меняется. Молодые экземпляры окрашены в зелёный цвет с бледной розоватой полостью ловушек. У взрослых кустов ловушки краснеют. Листва располагается горизонтально.
  • Рэгьюла — кусты имеют зелёную листву, а ловушки изнутри окрашены в оттенки красного цвета, чередующегося с пурпурным.
  • Тритон — ловушки этого зеленолистного сорта имеют непривычную для растения форму — более вытянутую и разрезанную только с одного бока. Зубчики их при этом могут слипаться.
  • Фаннел Трап — ещё один сорт с изменяющимся окрасом листвы. Молодые растения зелёные, затем ловушки краснеют, а черешки так и остаются зелёными. Куст может формировать два вида ловушек различного строения.
Комнатные растения Цветущие комнатные растения

Уход за Венериной Мухоловкой (Дионея) в домашних условиях

На 8 марта хищную Дионею покупали едва ли не чаще, чем тюльпаны. И конечно же, было много вопросов об уходе за этим удивительным растением. Это в который раз натолкнуло нас на мысли о блоге, где мы будем публиковать советы биологов салона Jungle по уходу за самыми популярными комнатными растениями. В этот раз мы смогли материализовать мысли в текст, так что стартуем с полезной статьей о мухоловках.

Дионея или Венерина мухоловка (лат. Dionaea muscipula) – это хищное растение родом из болот Южно-атлантических штатов Америки. Она принадлежит к тому же семейству, что и Росянка, растущая на белорусских болотах. Особенность растений-хищников заключается в том, что они не только получают энергию с помощью фотосинтеза, как все растения, но и способны питаться и мелкими насекомыми. Лакомством в виде насекомых они, главным образом, компенсируют недостаток азота в болотистых почвах, на которых они растут в дикой природе

Кстати, та Дионея, что растет в болотах Америки, находится под угрозой исчезновения. Чего не скажешь о комнатных мухоловках: в последние годы она стала одним из самых популярных комнатных растений по всему миру, хотя и довольно привередливы.

Скидка 7% по промокоду «Vesna»!
Специально для читателей нашего блога.

Уход за Венериной мухоловкой

Чтобы подружиться с Дионеей и она надолго задержалась в вашем доме, придется придерживаться нескольких правил. Нельзя сказать, что они уж очень сложны, другое дело, что уход за Дионеей требует некоторой щепетильности и, самое важное, регулярности.

Разбираемся с местоположением и световым режимом для Дионеи

Расположение мухоловки – вопрос, который лучше решить сразу и надолго. Все дело в том, что Дионея очень не любит переездов.

Идеальный вариант для растения-хищника – место на восточном/западном подоконнике вашей квартиры. Самый-самый идеальный – южный. Но только если у вас будет возможность ежедневно оберегать мухоловку от полуденного солнца!

 

Важно знать! Если ловушки Дионеи теряют свой яркий окрас, а листья истончаются – это верный признак того, что растение испытывает недостаток в освещении.

Получать солнечные ванны из непрямых солнечных лучей в течение 5 часов в сутки – самый оптимальный режим для мухоловки. Конечно же, зимой и осенью такие условия в белорусском климате обеспечить невозможно.  Поэтому, если досвечивание не планируется, не пугайтесь, если во время зимовки Дионея потеряет декоративность.

Еще один важный для мухоловки параметр – свежий воздух. Дионеи чувствуют себя некомфортно в помещениях с застоявшимся воздухом, так что желательно ежедневно проветривать комнату, где поселилась мухоловка. В то же время, сквозняки губительны для хищной Дионеи, поэтому проветривания производить нужно осторожно.

Что с поливом?

Важно обеспечить Дионее постоянно увлажненную почву в горшочке. Если игнорировать этот параметр, ловушки, а иногда и само растение, очень быстро погибают.

Болотистые почвы естественных условий обитания Дионеи настолько бедны, что в ходе эволюции корни этого растения совсем забыли о том, что такое минералы, и стали очень чувствительны к ним. Поэтому Венерину мухоловку нужно поливать только чистой водой без всяких примесей. Дионея – это как раз то растение, которому, если подходить со всей серьезностью, не будет достаточно отстоявшейся водопроводной воды. В идеале это отфильтрованная, дистиллированная или прокипяченная вода. Но, если периодически нарушать это правило, ничего плохого с мухоловкой не случится 😉

Важно поливать мухоловку исключительно в поддон. Все дело в том, что при поливе по верху почвы, земляной ком уплотняется и к корням не проходит достаточного количества кислорода.

 

Важно знать! Прикройте почву в горшке с мухоловкой мхом-сфагнумом. Так она не будет пересыхать и сохранится доступ кислорода.

Воду в поддон наливают до того уровня, когда она достает до отверстий в дне горшка. Так Дионея может получить столько воды, сколько необходимо растению. Однако важно регулярно обновлять воду в поддоне и не допускать застоя.

Венерина мухоловка отзывчива к опрыскиванию, особенно важно не забывать увлажнять растение и окружающее пространство, если воздух в помещении достаточно сухой.

Так обязательно ли кормить мухоловку насекомыми?

Дневной свет для мухоловки гораздо важнее, чем поедание насекомых, так как основа ее существования, как и любого растения – фотосинтез. Поедание насекомых выступает скорее вместо подкормки, ведь корни Дионеи не способны усваивать удобрения. Так что, растение-хищник получает питательные вещества, азот в первую очередь, при переваривании насекомых: мух, пчел, паучков, муравьев, жучков и даже слизней. Причем Дионея знает свою норму, и, если растению достаточно питательных веществ, ловушки просто не будут срабатывать на насекомых какое-то время.

Так что, регулярно кормить мухоловку не придется, разве что в период цветения и активного роста, и если в помещение, где она содержится, совсем не попадает насекомых.

Если забавы ради или для подкормки решите кормить мухоловку насекомыми, помните следующие правила:

  • насекомые должны быть живыми, Венерина мухоловка не станет закрывать ловушки с мертвыми комарами.
  • не стоит кормить Дионею чаще двух раз в месяц. Пища переваривается в ловушке около двух недель. Растение тратит огромное количество энергии на переваривание добычи, поэтому, если ловушка срабатывает слишком часто – она погибает. По этой же причине не стоит кормить только что пересаженную мухоловку или перемещенную на новое место. Ведь для растения это стресс и в этот период ему лучше поберечь силы. Кстати, именно поэтому только что купленная Венерина мухоловка часто игнорирует кормления.
  • в идеале пища должна быть размером с треть ловушки. Дионея не сможет переварить очень больших насекомых или жучков с твердым панцирем, так что в итоге ловушка почернеет и погибнет.

Пересадка Дионеи: выбираем горшок и грунт

Дионея в природе обитает на кислых почвах (3.5-4.5 рН). Если вы планируете готовить грунт самостоятельно, возьмите две части перлита, четыре – торфа и одну часть кварцевого песка. Перлит нужно вымочить в воде около  недели, а песок требует кипячения в дистиллированной воде. Не используйте питательные грунты – в них болотный хищник зачахнет. Можно пойти более простым путем и купить специализированный грунт у нас на сайте.

Венерину мухоловку следует пересаживать раз в два-три года, лучше всего весной. Самая идеальная емкость – аквариум. В нем до мухоловки не доберутся сквозняки, но свежий воздух будет прекрасно циркулировать. Если же выбор будет сделан в пользу горшка – выбирайте высокие и неширокие горшки светлых оттенков. Все дело в том, что корневая система растения-хищника разрастается вниз. Цвет горшка имеет значение: поскольку мухоловке требуется солнце, а на солнцепеке в горшках темных оттенков создается «парниковый эффект», который приводит к перегреву корешков.

Чтобы пересадить Дионею в новый горшок:

  1. Аккуратно очистите корни от почвы, при необходимости замочите растение в воде (из фильтра). Промойте корни теплой водой.
  2. Разместите Дионею в центр горшка и засыпьте корни почвосмесью, не приминая грунт.
  3. Прикройте землю влажным мхом.
  4. Налейте в поддон воду.

Дионее потребуется какое-то время, чтобы прийти в себя после пересадки – от четырех до пяти недель. Обеспечьте в это время затенение для растения-хищника, а также увеличьте полив.

Как цветет Дионея?

В мае-июне Дионея выпускает длинный цветонос с соцветием из маленьких ароматных бутонов белого цвета. Цветение мухоловки длится пару месяцев и требует от хищника много сил. Поэтому, если нет цели получить семена, стоит срезать соцветие до того, как бутоны распустятся. В таком случае мухоловка сосредоточит свои силы на формировании новых ловушек.

Зимовка растения-хищника

Если не обеспечить мухоловке световой день длиной в 12-15 часов с помощью ламп, осенью она обязательно начнет готовиться к спячке и потеряет декоративность. Как только вы заметите, что прекратился рост новых листьев, сокращайте полив и не оставляйте воду в поддоне. Лучшие условия для спокойной зимовки Дионеи – прохлада и полутень. Можно оставить цветок на утепленной неотапливаемой лоджии, где температура будет держаться в районе 7-10 ºC, а можно даже положить мухоловку в нижний ящик холодильника. Единственное, что нужно делать при такой зимовке – изредка увлажнять грунт.

В феврале стоит вернуть Дионею на привычное место, срезать все прошлогодние ловушки, а затем — возобновить стандартный уход. К маю растение должно полностью прийти в прежнюю форму.

Размножение Венериной мухоловки

Есть четыре способа размножения Дионеи:

  • Самый простой и распространенный – отделением луковиц-деток. Раз в три года при пересадке можно отделить от взрослой мухоловки несколько дочерних луковиц. Важно не переусердствовать, ведь если отделить слишком много деток, растение заметно ослабевает.
  • Можно размножать мухоловку черенками. У растения-хищника –это листок без ловушки. Процесс занимает около полугода.
  • Как известно, цветонос забирает много сил у Дионеи, поэтому его рекомендуют срезать. Если сделать это пока он не вырос слишком большим, цветонос можно использовать в качестве своеобразного черенка, укоренить и вырастить из цветоноса новую мухоловку.
  • Размножение Венериной мухоловки семенами – занятие для опытных цветоводов. Это долгий и неконтролируемый процесс, ведь набор генов у материнского растения и выросшего из семечка может значительно отличаться. Семена, подходящие для размножения, может дать только взрослое растение – старше 2-3 лет.

Что может угрожать мухоловке: болезни и вредители

Мухоловка довольно жизнеспособное растение, но при существенном нарушении условий содержания, может быть подвержена некоторым недугам:

Серая гниль.

Серая гниль поражает Дионею при систематическом переливе. Особенное, если температура в комнате, где обитает мухоловка, невысокая. Серая гниль напоминает пушок – он может появиться на любой части растения. Бороться с заболеванием нужно с помощью корректировки условий содержания Венериной мухоловки и фугницидов.

Бактерицидное поражение

Наиболее опасное заболевание мухоловки, так как оно быстро распространяется по здоровым тканям и, если вовремя не принять меры, Дионея может погибнуть. Бактерицидное поражение появляется, когда растение-хищник поймало добычу «не по зубам» и не может ее полностью переварить. В результате ловушка чернеет и гниет. Гниль быстро переходит на соседние органы, так что важно как можно быстрее стерильным инструментом убрать пораженные части и обработать Дионею фугницидом.

Поражение насекомыми

Немного странно, но насекомоядное растение само может быть поражено насекомыми. Случается это довольно редко, но все же лучше знать о возможной опасности.

Ловушки Дионеи подвержены нападениям тли. Если это происходит, они деформируются. Как и любое другое растение, пораженное тлей, Венерину мухоловку необходимо обработать инсектицидами, лучше в форме аэрозоля.

Еще один вредитель, который может атаковать растение-хищника – паутинный клещ. Как правило, это происходит, когда воздух в помещении слишком сухой для содержания мухоловки. Поможет обработка акарицидами.

Другие проблемы

При использовании для полива Дионеи жесткой воды, почва постепенно засоляется минералами, особенно кальцием. Дионея отреагирует на избыток минералов пожелтением листьев.

При недостаточном поливе и систематическом пересыхании верхнего слоя почвы Венерина мухоловка может сбросить все листья. Чтобы этого не случилось, всегда держите грунт в горшке чуть увлажненным.

Мухоловка любит солнце, но лучи, проходящие через стекло могут быть слишком горячими и провоцировать ожоги на растении. Внимательно наблюдайте за молодыми побегами и, если солнце окажется слишком агрессивным, притеняйте Дионею.

Дионея, венерина мухоловка уход в домашних условиях

Венерина мухоловка является представителем популярных в последнее время растений хищников, которые отличаются аутентичным видом, созданным самой природой. В природе ее можно найти в тропической местности — там она чувствует себя лучше всего, отлично растет и развивается. Родиной этого хищного растения считают Северную Америку. Однако, несмотря на то, что отыскать это растение в наших краях в естественной среде не представляется возможным, мы все же способны адаптировать ее к проживанию в искусственно созданных условиях. В связи с этим уход за венериной мухоловкой в домашних условиях имеет некоторые отличия от обычных цветов, которые мы привыкли содержать в своих домах.


Внешний вид Дионеи   весьма обманчив.  Изысканное и утонченное  растение на первый  взгляд кажется  безобидным, однако, это  совсем не так. Растение  хищник не отличается  большими габаритами,  состоит из небольшой  розетки листьев. Весной можно наблюдать  цветение этого растения.


Принцип работы ловушек очень прост: по краям расположены особые железы, которые служат источником приятного аромата. Этот запах привлекает внимание насекомых, которые подлетают на потенциальное лакомство, однако тут их ждет трагичная участь — внутренняя поверхность ловушек покрыта маленькими волосками, касаясь которых насекомые подписывают свой смертный приговор. После нескольких касания ловушка резко захлопывается и приступает к трапезе. Постепенно увеличивая силу сжатия ловушки и тем самым минимизируя шансы насекомого на спасение, внутри нее начинает выделяться травной сок, который постепенно обволакивает добычу и полностью ее разъедает. Процесс поглощения пищи может продолжаться от 3 до 4 дней. Затем ловушка раскрывается и внутри можно увидеть не расщепленные хитиновые оболочки.


Как ухаживать за таким хищником?

Уход в домашних условиях за венериной мухоловкой достаточно трудоемкий, однако и слишком трудным его не назовешь. Это растение, как и многие другие экзотичные виды, требуют к себе внимания и не терпят резких перемен климата и освещения. Соблюдая все правила и принимая во внимание советы, поданные ниже, Вы сможете обеспечить своему растению правильный и здоровый рост и развитие.

Покупка хищного растения

Дионея, уход за которой начинается с момента покупки, не всегда нуждается в немедленной пересадке. Лучшим временем для покупки своего нового питомца является теплый период с начала весны — в это время растение наиболее восприимчиво и нейтрально к различным изменениям в климате и окружающим условиях.


Пересадка венериной мухоловки

Пересадку следует осуществлять в начале весны после зимовки растения. Пересаживать хищника можно 1 раз в год или два года. Главным моментом для дионеи — это подобрать нужный горшок. Важно что бы растение легко могло дотягиваться корнями к дну и спокойно пить воду, поэтому подирать горшок можно широкий, но не сильно глубокий. Вторым важным моментом, это пересадить в подходящий субстрат для растения хищника, но об этом Вы узнаете ниже.

Освещение для растения хищникаДионея уход в домашних условиях за которой подразумевает попытку создать максимально приближенную к тропикам среду, нуждается в хорошем освещении. Растение должно получать естественные прямые солнечные лучи не менее 3-4 часов в день, поэтому ее следует разместить на светлой стороне.

Полив дионеи

Вопреки возможным представлениям, для комфортного роста и развития мухоловки вовсе нет необходимости повышать влажность воздуха. Хищное растение нуждается в поливе, однако осуществлять его стоит при помощи качественной воды, лучше всего подойдет — дистиллированная. Альтернативным вариантом, является дождевая вода. Прежде чем приступить к поливу растения убедитесь в том, что вода действительно чистая. Используйте нижний полив, частоту его регулируйте самостоятельно. Важно помнить, что почва никогда не должна быть сухой — необходимо поддерживать ее в немного влажном состоянии.

Почва для хищного растения

Кислотность почвы должна составлять примерно 3,5-4,5. Выращивать растение можно в смеси перлита и верхового торфа. Не стоит использовать готовые смеси, которыми полнятся современные цветочные лавки, поскольку они поспособствуют немедленному увяданию хищника.Если в Вашем доме появилась венерина мухоловка, уход за ней в домашних условиях зимой

 практически минимален. Понятие зимовки подразумевает сокращение светового дня и понижение температуры воздуха. Такой период является абсолютно естественным и при условии плавного перехода, не повредит растению-хищнику.

Спешите купить оригинальное и редкое хищное растение у нас, чтобы пополнить свою домашнюю коллекцию, привнеся в нее немного экзотики. 

уход в домашних условиях, пересадка и размножение

Хищное насекомоядное растение венерина мухоловка (Dionaea muscipula) является видом монотипного рода семейства Росянковые. В природных условиях такое растение можно повстречать в Нью-Джерси, Джорджии, а также в Северной и Южной Каролине, причем оно предпочитает расти на трясинных торфяных болотах. Данный вид был занесен в американский список растений, которые находятся под угрозой исчезновения.

Научное название этого растение muscipula в переводе означает «мышеловка». Скорее всего, это связано с тем, что специалист, который описывал данный вид, просто ошибся. В Англии такой цветок именуют Venus flytrap, что идентичному русскому названию «венерина мухоловка». По-другому это растение еще называют дионея. Этот цветок впервые был найден в 1760 г, в это же время ему дали название Дионея в честь греческой богини, которая была матерью Афродиты (Венеры). Такой необычный цветок уже давно выращивают в комнатных условиях, причем он пользуется большой популярностью у цветоводов всего мира.

Краткое описание выращивания

  1. Цветение. Оно наблюдается в мае либо июне и длится несколько недель.
  2. Освещенность. Вообще растение нуждается в рассеянном ярком свете. Однако ежедневно в течение 4–5 ч цветок должен освещаться прямыми лучами солнца. Для его выращивания хорошо подходят окна восточной либо западной ориентации. Если же венерина мухоловка растет в террариуме либо флорариуме, тогда ей нужно обязательно обеспечить досветку специальными лампами.
  3. Температурный режим. В весенне-летний период температура воздуха в комнате может варьироваться от 20 до 30 градусов, а в зимнее время ее можно снизить до 8 градусов.
  4. Полив. Опытные цветоводы рекомендуют, поставить горшок с цветком на поддон, который заполнен водой (лучше всего подойдет дождевая либо дистиллированная вода). Причем обратите внимание на то, что отверстия, имеющиеся на дне горшка, должны быть погружены в жидкость. В этом случае, когда растению будет необходима влага, оно сможет само ее взять в нужном количестве.
  5. Влажность воздуха. Такой цветок нуждается в очень высоком уровне влажности воздуха. Именно поэтому культивировать его рекомендуется во флорариуме либо террариуме.
  6. Удобрение. Растение не нуждается в подкормках, так как все питательные вещества оно берет из насекомых. На протяжении вегетационного периода одному кустику следует скормить 2 либо 3 мухи, которые должны быть не очень большими и обязательно живыми. При этом класть мух каждый раз в одну и ту же ловушку нельзя.
  7. Период покоя. С наступлением осеннего периода проводят сокращение полива, причем воду в поддоне оставлять нельзя. До наступления весны куст рекомендуется перенести в прохладное место (от 7 до 10 градусов), при этом его полностью лишают света и питания. Но не забывайте изредка поливать почвосмесь небольшим количеством воды. В первые дни марта кустик переносят на его постоянное место и срезают все ловушки, оставшиеся с прошлого года. Затем необходимо постепенно вернутся к тому уходу, который требуется растению на протяжении вегетационного периода.
  8. Пересадка. Цветок пересаживают в весеннее время в самом начале вегетационного периода, но только при необходимости (как правило, 1 раз в 2 либо 3 года).
  9. Размножение. Листовыми черенками, делением куста, а иногда и семенами (если искусственное опыление пройдет успешно).
  10. Вредители. Паутинный клещ и тля.
  11. Заболевания. Сажистый грибок.

Особенности венериной мухоловки

Многолетний цветок венерина мухоловка является насекомоядным травянистым растением, которое относится к семейству Росянковые. Данный род включает в себя всего лишь один вид. Взрослый куст в высоту достигает не более 15 сантиметров. Растение имеет луковицеобразный стебель. Во время цветения появляется высокий цветонос, на котором формируется щитковидное соцветие, состоящее из белых цветков. Так как в природных условиях такой хищный цветок растет в грунте, в котором очень низкое содержание азота, то данный элемент он добывает из моллюсков (а точнее, слизней), а также из различных насекомых.

Из коротенького подземного стебля вырастает 4–7 листовых пластин, которые формируют розетку. После того как куст отцветет, у него начинают расти ловушки. Их длина может варьироваться от 8 до 15 сантиметров, а окрашены они в зеленый оттенок, однако при интенсивном освещении окрас их внутренней полости становится красноватым. Формирование ловушек наблюдается на верхушках коротеньких черешков, которые собраны в розетку. Длина черешков постепенно увеличивается и со временем они занимают вертикальное положение. В состав ловушки входят 2 захлопывающиеся створки, по кромке которых расположены очень редкие щетинки. У ловушки внутри имеются железы, которые способны вырабатывать нектар, а именно он и привлекает жертву. На кромке ловушки также находятся 3 триггера. После того как они будут раздражены насекомым, ловушка резко захлопнется, а у самой венериной мухоловки начнется выработка пищеварительного секрета. Растение способно переварить свою жертву за 5–10 дней, а затем оно вновь раскроет лист-ловушку. Одна ловушка способна переварить 2–3 насекомых, а затем происходит ее отмирание. Но случалось и такое, что одна и та же ловушка смогла переварить 7 жертв подряд.

Уход за венериной мухоловкой в домашних условиях

Венерину мухоловку культивируют как в комнатных условиях, так и на садовом участке. Несмотря на то, что выращивать ее довольно сложно, но это вполне возможно, если знать все правила и особенности.

Освещенность

Для того чтобы цветок мог нормально развиваться, ему понадобится создать наиболее подходящие условия. Специалисты советуют, по возможности поставить куст на окно западной либо восточной ориентации. При выборе подходящего места для него следует учесть, что ему каждый день необходимы солнечные ванны длительностью от 4 до 5 ч. Причем помните, что куст способен нормально переносить лучи только вечернего либо утреннего солнца. Если же света слишком мало, тогда венериной мухоловке понадобится дополнительное искусственное освещение.

Этот цветок, культивируемый в домашних, условиях зачастую растят во флорариумах либо террариумах, так как именно в этом случае можно добиться оптимального уровня влажности воздуха, который должен быть довольно высоким. Но в этих условиях цветку нужно обязательно обеспечить искусственное освещение: для этого на высоте около 20 сантиметров от куста устанавливают лампу, мощность которой должна быть не меньше 40 Ватт. Лампу необходимо включать каждый день, причем оптимальная продолжительность светового дня для такого растения от 14 до 16 ч.

Цветок крайне негативно реагирует на застойный воздух, в связи с этим комнату, где он находится, необходимо систематически проветривать. Однако сквозняка быть не должно, а еще куст обязательно следует притенять от прямых лучей солнца. В летнее время, если есть такая возможность, перенесите куст на балкон. Помните о том, что цветок крайне негативно реагирует на любое его передвижение, поэтому пытаясь добиться равномерного роста куста, его ни в коем случае нельзя поворачивать.

Температурный режим

Летом такое растение должно находиться при температуре воздуха от 20 до 30 градусов. А в зимнее время его рекомендуется перенести в более прохладное место (около 7 градусов).

Полив

Корневая система такого растения минеральные соли из почвы перерабатывать не может, в связи с этим для полива используют мягкую дождевую воду. Но учтите, что хранить такую воду необходимо в пластиковых емкостях, а не в металлических. Если дождевой воды нет, тогда ее можно заменить дистиллированной. Следите за тем, чтобы почвосмесь в емкости всегда была немного влажноватой. Если же растение будет ощущать нехватку воды, тогда из-за этого могут погибнут его ловушки.

Поливать обычным способ венерину мухоловку не рекомендуется. Лучше горшок с кустом поставить на поддон, в который затем вливают воду. Следите за тем, чтобы отверстия на дне горшка, предназначенные для дренажа, были обязательно погружены в жидкость. В этом случае растение сможет брать воду тогда, когда ему необходимо.

Подкормка

Этот цветок не нуждается в подкормках, поэтому вносить в почвосмесь какие-либо удобрения не надо. Все питательные вещества, которые ему необходимы, он получает из насекомых, которых поедает.

Чем кормить венерину мухоловку

Для кормления такого цветка ни в коем случае нельзя использовать жуков, имеющих твердую хитиновую оболочку, дождевых червей и грызущих насекомых, так как они способны травмировать ловушку. Также для кормления нельзя использовать колбасу или мясо, так как из-за этого может появиться гниль на ловушке. На протяжении всего периода вегетации кусту достаточно дать 2 либо 3 не очень больших паука, мухи либо комара. Давать растению насекомое нельзя в том случае, если:

  • оно ослабленно либо поражено какой-то болезнью;
  • его выращивали в чрезмерно влажной среде и при скудном освещении;
  • куст был недавно пересажен либо перенес любой иной стресс.

С последних дней сентября надо прекратить любое подкармливание, а возобновляют его вновь только с наступлением весны.

Пересадка венериной мухоловки

Выращиваемая в комнатных условиях венерина мухоловка требует регулярных пересадок, которые проводят 1 раз в 2 либо 3 года. Лучшее время для данной процедуры ― весна. Цветочный горшок для пересадки куста нужно выбирать высокий, но неширокий. Дело в том, что его корневая система в длину может достигать около 20 сантиметров. Пересаживайте венерину мухоловку очень аккуратно, так как система корней у нее довольно хрупкая. Для начала из емкости выньте куст, а затем удалите с его корней всю почвосмесь. В том случае, если субстрат от корневой системы плохо отделяется, ее на некоторое время погружают в воду. Листву необходимо промыть при помощи опрыскивателя.

Подходящая почвосмесь должна состоять из перлита, торфа и кварцевого песка (2:4:1). Прежде чем соединить все компоненты между собой, песок следует прокипятить в дистилляте, а перлит на 7 дней заливают водой. В дренажном слое такое растение не нуждается. Когда пересадка будет завершена, кусту понадобится 5 недель покоя, за это время он сможет адаптироваться к свежей почвосмеси. На протяжении всего этого времени куст должен находиться в небольшом затенении, при этом не забудьте увеличить обильность поливов.

Цветение венериной мухоловки

Как ухаживать в период цветения

У венериной мухоловки цветение наблюдается в мае либо июне. У куста вырастают длинные цветоносы, на верхушке которых формируются соцветия щитковидной формы, в их состав входят цветки белого оттенка, которые в поперечнике достигают около 10 мм и обладают сладковатым запахом. Цветет куст на протяжении нескольких недель. Если вам не нужны семена, тогда обрежьте с куста все бутончики еще до их раскрытия. Дело в том, что цветение забирает много сил у растения, и поэтому развитие и рост его ловушек ухудшается.

Уход в зимнее время

С наступлением осеннего периода новые листья перестают расти, а у самого цветка начинается подготовка к периоду покоя. Растению необходимо помочь войти в спячку, для этого достаточно будет сократить количество и частоту поливов, причем воду теперь нужно выливать из поддона. В зимнее время куст следует держать в затененном месте, где должно быть довольно прохладно (около 7–10 градусов). К примеру, растение можно перенести на закрытую лоджию, а при желании его вместе с горшком можно поставить в нижний ящик холодильника. На протяжении всей зимы цветку не нужен ни свет, ни питательные вещества. Однако поливать венерину мухоловку нужно и зимой, но делают это очень аккуратно и редко, так как при застое воды в субстрате корневая система может загнить. Во время периода покоя куст полностью утрачивает свою декоративность: его листва окрашивается в коричневый цвет и отмирает.

В первой половине марта куст переносят на его постоянное место, после чего срезают с него все ловушки, оставшиеся с прошлого периода вегетации. Далее за ним начинают ухаживать так же, как это необходимо в теплое время года. Но помните, что интенсивно расти куст начнет лишь в последние дни мая.

Способы размножения

Выращивание венериной мухоловки из семян

Чтобы вырастить венерину мухоловку из семян, для начала их нужно получить. А для этого потребуется искусственное опыление ее цветков, которое проводят при помощи ватной палочки либо кисточки с мягкой щетиной. Если опыление пройдет успешно, то спустя примерно 30 дней после него на кусте образуются небольшие коробочки, внутри которых находятся семена.

Помните, что семенной материал такого цветка довольно быстро утрачивает всхожесть, поэтому высевать его необходимо спустя 3 месяца после окончания опыления. Для этого берут небольшую емкость, наполненную теплой почвосмесью, в состав которой входит 30 процентов кварцевого песка и 70 процентов мха-сфагнума. В том случае если семенной материал пролежал дольше, тогда прежде чем приступить к посеву, его необходимо стратифицировать. Для этого семена заворачивают в мох и кладут в пакетик, который плотно закрывают. Затем этот пакет убирают на полку холодильника на 6 недель.

Распределите семенной материал по поверхности почвосмеси, причем заделывать его не нужно. Затем увлажните посевы из опрыскивателя, используя для этого мягкую воду. Емкость переносят в мини-тепличку и ставят ее под яркий, но рассеянный свет, который может быть как искусственным, так и солнечным. Оптимальная температура воздуха для прорастания ― от 24 до 29 градусов. Первые сеянцы должны показаться спустя 15–20 дней. Каждый день проверяйте поверхность субстрата и при необходимости увлажняйте ее из пульверизатора, так как она все время должна быть слегка влажноватой. Когда пройдет еще 15–20 дней, подросшие и окрепшие всходы пикируют в индивидуальные небольшие горшки, в поперечнике достигающие от 80 до 90 мм. Но помните, что выращенный вами сеянец станет взрослым растением не скоро, а только спустя примерно 5 лет.

Листовые черенки

Срежьте со взрослого куста листовую пластину. Место среза подвергают обработке Корневином, после чего черенок необходимо высадить в почвосмесь (торф и кварцевый песок) под наклоном, сверху его накрывают прозрачным пакетом либо стеклянной банкой, и переносят в место с рассеянным и ярким светом. Там листок будет находиться до тех пор, пока у его основания не покажется поросль. Как правило, это происходит спустя 3 месяца. Помните о том, что не все листовые черенки смогут укорениться, так как они нередко поражаются грибковыми заболеваниями.

Деление куста

Размножить такой цветок можно и делением куста. Этот способ наиболее простой и быстрый, а потому пользуется большой популярностью у цветоводов. Проводить деление рекомендуется во время пересадки. Для этого берется куст, возраст которого 1–2 года, его вытаскивают из емкости, убирают с корней всю почвосмесь, а затем заранее простерилизованным острым инструментом от взрослого кустика отделяют дочерние розетки. Их высаживают в индивидуальные горшочки и убирают в затененное место, где они пробудут до тех пор, пока не приживутся.

Заболевания и вредители

Вредители

Несмотря на то, что венерина мухоловка насекомоядное растение, она тоже может пострадать от различных вредителей. К примеру, в ловушках может поселиться тля, из-за чего они станут деформированными. Чтобы избавиться от такого вредного насекомого, можно обработать цветок инсектицидным препаратом (в форме аэрозоля).

Если в комнате будет чрезмерно сухой воздух, тогда на кусте могут поселиться паутинные клещи. Чтобы их истребить, понадобится опрыскать куст раствором акарицидного препарата. Одной обработки будет мало, поэтому растение опрыскивают 2 либо 3 раза с перерывом в 7 дней.

Заболевания

При застое воды в субстрате и чрезмерно высоком уровне влажности воздуха, на кусте образуется сажистый грибок. Чтобы от него избавиться, применяют фунгицидные средства. Также если цветок будет находиться в неподходящих для него условиях, то на нем может развиться серая гниль, либо ботритис. В результате чего на поверхности куста появляется пушок серого цвета. Как только будут замечены первые признаки такого заболевания, нужно как можно скорее срезать все пораженные части куста, а затем его опрыскивают раствором фунгицидного препарата.

Очень опасно для такого растения бактерицидное поражение. Оно развивается в том случае, когда венерина мухоловка не способна переварить пойманную ей жертву. Из-за этого ловушка с насекомым загнивает, становится черной, а затем наблюдается стремительное распространение болезни по всему кусту. В этом случае как можно скорее срежьте проблемную ловушку и опрыскайте куст раствором фунгицидного средства.

Виды и сорта венериной мухоловки

У дионеи род является монотипным, а это значит, что в его состав входит всего лишь один вид: венерина мухоловка. Однако благодаря селекционерам на сегодняшний день имеется большое количество сортов. К примеру:

  1. Дэнтейт Трап. В поперечнике куст может достигать от 10 до 12 сантиметров и у него формируется 5–12 ловушек. Растение окрашено в зеленый цвет, при этом по лицевой поверхности ловушек проходит полоска красного оттенка. Внутренняя поверхность у ловушек красная. Размещаются как листва, так и ловушки практически вертикально.
  2. Джайнт. Листовая розетка у такого цветка зеленая. Куст за сравнительно короткое время формирует ловушки, которые имеют величину больше 50 мм. Если освещение яркое, тогда ловушки окрашиваются в насыщенно-багровый оттенок.
  3. Акаи Риу. У такого растения и листва, и ловушки окрашены в темно-красный оттенок, который сохраняется и в затенении и при ярком освещении. На наружной поверхности ловушек имеется зеленая полоска.
  4. Рэгьюла. Листовые пластины у куста зеленые, а также имеются чередующиеся ловушки красного и пурпурного оттенка.
  5. Богемиан Гарнет. Темно-зеленый куст в поперечнике достигает около 12 сантиметров, на нем формируется 5–12 ловушек. Широкие листовые пластины покрывают всю поверхность почвосмеси. Ловушки так же размещаются горизонтально.
  6. Фаннел Трап. Пока куст молодой, он окрашен в зеленый цвет, однако спустя какое-то время ловушки у него становятся красными, но черешки не изменяют свой окрас. На одном кусте формируется 2 типа ловушек, которые различаются по строению.
  7. Крокедайл. Молодые кустики обладают зеленым окрасом, но внутренняя поверхность ловушек бледно-розовая. Однако спустя какое-то время ловушки становятся красными. Листовые пластины расположены горизонтально.
  8. Тритон. Этот зеленый куст отличается от остальных сортов тем, что его ловушки имеют не совсем обычную форму. Они вытянутые и разрезанные лишь с одной стороны, при этом их зубчики нередко слипаются.
  9. Дракула. У растения, окрашенного в зеленый цвет, ловушки имеют красную внутреннюю полость. Зубчики у них короткие, причем с внешней стороны у их основания проходит красная полоска.

Полное руководство по выращиванию Dionaea

Без сомнения, самое известное плотоядное растение, Venus Flytrap — для многих производителей — это лекарство-шлюз! Чарльз Дарвин назвал это растение «одним из самых прекрасных в мире», и немногие из тех, кто был свидетелем того, как здоровая ловушка закрывается на насекомое, не согласны с этим.

Венерные мухоловки привлекают свою добычу сладким нектаром. Дважды коснитесь спускового крючка или двух волос подряд, и электрический заряд закроет ловушку, а ее сцепленные зубцы образуют клетку.Продолжающаяся борьба насекомого заставит ловушку закрываться, после чего пищеварительные ферменты растворяют мягкие ткани жертвы. Ловушка реабсорбирует этот питательный суп и примерно через неделю снова открывается, используя тушу для привлечения новых посетителей.

Единственный вид — Dionaea muscipula — имеет очень ограниченный ареал, произрастающий только в прибрежных болотах Северной и Южной Каролины. Уничтожение среды обитания поставило под угрозу его выживание, и считается, что он вымер в нескольких из его родных графств.Садоводы с благими намерениями внедрили это растение в новые районы (так называемые «экзотические» популяции), но эти усилия опрометчивы и, вероятно, принесут больше вреда, чем пользы.

Репутация Venus Flytrap как сложного в выращивании растения не заслуживает — следуйте инструкциям в этом руководстве, и у вас не должно возникнуть проблем. Чтобы успешно вырастить растение и понять проблемы, связанные с его сохранением, лучше всего начать с естественной среды обитания вида .

Где я могу купить мухоловку Venus?

Здесь, на Amazon, можно купить полезные для здоровья ловушки Венеры. Также доступны многие подходящие аксессуары, включая компост из хищных растений, а также идеальные растения-компаньоны, такие как саррацения.

Здоровая венерианская мухоловка, фотограф Петр Новак. Посмотреть на Amazon.

Однако растения, купленные в специализированных питомниках хищных растений, обычно будут более крепкими и выносливыми, чем растения в садовых центрах или универмагах. Вы также получите гораздо лучший совет по успешному выращиванию.Предлагаю взглянуть на мой каталог рекомендуемых питомников.

Venus Flytrap Сорта

Существует только один вид Venus Flytrap — Dionaea muscipula , но существуют десятки необычных и замечательных сортов. Большинство форм состоят из небольшой розетки листьев (называемых черешками), каждая из которых заканчивается ловушкой. Ловушки взрослых растений обычно имеют длину около 2,5 см, но могут достигать 5 см у некоторых гигантских разновидностей.

Сорта

обычно отбираются по цвету , размеру, или мутации .Первая группа, особенно полностью зеленые и полностью красные формы, являются одними из самых популярных. К ним относятся Dionaea «Justina Davis», которая остается полностью зеленой даже на ярком солнце, и Dionaea «Akai Ryu» (также известная как «Красный дракон»), которая приобретает поразительный темно-бордовый или бордовый оттенок по всему растению. К особо крупным разновидностям относятся Slack’s Giant и «South West Giant», последний из которых возник прямо здесь, в Великобритании.

И, наконец, мутанты.Обычно это результат неудач с культурой тканей, и некоторые из них деформированы до такой степени, что не могут поймать добычу. Кажется, что их любят и ненавидят в равной мере; в то время как одни производители любят новинку, другие находят ее гротескной!

Сорта Dionaea, вверху: полностью зеленый «Justina Davis», мелкозубый «Sawtooth», популярный мутант «Fused Tooth» и огромный «Slack’s Giant». Внизу: полностью красный «Акаи Рю» и причудливо деформированный «Чужой».

Места выращивания

Venus Flytraps нужен прямой солнечный свет для здорового роста.Если вы выращиваете растение в помещении, выберите яркий солнечный подоконник (желательно с южной стороны, если вы живете в Великобритании). Недостаток солнечного света приведет к тому, что листья вашей мухоловки станут слабыми и шаткими, а внутренности ее ловушек не будут окрашены в красный цвет.

Им не нужен террариум для роста, хотя они часто ценят более высокую влажность в замкнутом пространстве. Они могут быть счастливы в террариумах, если вы уважаете их требования к зимнему покою (см. Ниже) и обеспечиваете достаточное освещение.Хорошо подойдет искусственное освещение, особенно мощные флуоресцентные лампы, такие как лампы для выращивания растений Т5.

Они могут очень хорошо расти в зимних садах и неотапливаемых теплицах . Температура в Каролине часто достигает 30 ° C (86 ° F) летом и опускается ниже 0 ° C зимой (32 ° F), поэтому мухоловки Venus прекрасно подходят для климата Великобритании при условии, что они защищены от непогоды. .

Обратите внимание, что большинство венерических мухоловок производят разные виды листьев в течение вегетационного периода.Те, которые выращиваются в начале и в конце вегетационного периода (весной и осенью), имеют тенденцию к более низкому росту с сердцевидными черешками, в то время как те, которые выращиваются летом, держатся выше на узких удлиненных черешках.

Вода и почва

Как и многим другим хищным растениям, Venus Flytraps требует чистой воды . Они эволюционировали, чтобы расти во влажной почве с низким содержанием питательных веществ, и предоставление им бутилированной, фильтрованной или водопроводной воды может привести к накоплению минералов, которые в конечном итоге убьют вашу венерическую мухоловку.Вам следует избегать удобрений по тем же причинам. Лучшими вариантами являются дождевая вода, дистиллированная или деионизированная вода или вода, полученная с помощью системы обратного осмоса. Здесь я изложил ваши варианты более подробно.

В течение вегетационного периода вы должны ставить горшки примерно в на 1 см воды (около дюйма) и избегать полива сверху. Они предпочитают расти на влажной, но не полностью переувлажненной почве. Зимой они требуют меньше воды, и почва должна быть всего влажной.

Традиционная компостная смесь для Venus Flytraps — это мох из сфагнового торфа, смешанный либо с садовым песком, не содержащим извести, либо с перлитом в соотношении примерно 2: 1. Вы можете купить пакеты с подходящими смесями на основе торфа в специализированных питомниках или на Amazon. Воздействие добычи торфа на окружающую среду — как с точки зрения разрушения среды обитания, так и с точки зрения глобального потепления — означает, что некоторые производители переходят на безторфяные смеси . Хорошая, устойчивая смесь без торфа — это мелкоизмельченная кора (например,грамм. Growbark Pine from Melcourt), садовую крошку без извести и перлит в соотношении 2: 1: 1.

Венерина мухоловки также очень хорошо растут на чистом сфагнуме (живом или сушеном), который можно приобрести в магазине Sphagnum Shop.

Зимний покой

Venus Flytraps требует холодного зимнего покоя с ноября по февраль. Вам необходимо имитировать условия их естественной среды обитания, а значит, обеспечить период холодного отдыха. Подобно тому, как вам нужно спать каждую ночь, Venus Flytraps нужно бездействовать зимой!

Если вы выращиваете растения на подоконнике или в террариуме во время вегетации, вам нужно будет переместить их в более холодное место — например, посадить рядом с окном в гараже или сарае.Растения, растущие в неотапливаемых теплицах, могут оставаться там на зиму.

По мере того, как дни укорачиваются и температура падает, листья вашего растения начинают становиться черными , и ваше растение снова отмирает, превращаясь в корневище. Это нормально, и вы можете безопасно обрезать любой мертвый нарост. Окончание периода зимнего покоя — это хорошая возможность пересаживать — и даже делить — ваши растения, если они в этом нуждаются, до начала роста в марте. Для взрослых растений достаточно горшка диаметром 10 см (4 дюйма).

Цветы и семена

Полностью выращенный цветок Венеры мухоловки весной, но если вы не опытный садовод и не собираетесь собирать семена, вам следует срезать стебель цветка , когда он достигнет примерно 5 см в высоту.Цветение может быть утомительным для Венериной мухоловки, и большинство растений будут расти более энергично летом, если им не давать цвести.

Цветок Dionaea muscipula, Wikimedia Commons.

Если вы хотите купить, продать или обменять семена, я предлагаю вам ознакомиться со схемой банка семян, которой управляет Британское общество хищных растений. Если вы хотите размножить венерину мухоловку половым путем путем сбора и посева семян, я рекомендую прочитать эту статью на сайте Flytrapcare.com.

Кормление

При выращивании на открытом воздухе Venus Flytraps уловит для себя более чем достаточно еды.Если вы держите свои растения в помещении, вы можете кормить их мертвыми или живыми насекомыми, но делать это следует только после того, как вы позаботитесь обо всех остальных их растущих потребностях. Для того, чтобы Венерина мухоловка могла правильно переваривать добычу, нужно стимулировать триггерные волоски после закрытия ловушки — это необходимо, чтобы растение не тратило энергию на попытки переваривать несъедобные вещества, которые могли попасть в ловушку.

Производители, которые хотят подкормить свои растения, должны ознакомиться с моим руководством по кормлению Venus Flytraps, в котором я рекомендую различные подходящие и легкодоступные корма.

Ваш браузер устарел и не может воспроизводить это видео. Пожалуйста, обновите ваш браузер Взрослая Venus Flytrap ловит сразу двух мух! Источник.

Дополнительная литература и ссылки

Если вы хотите узнать больше, я перечислил некоторые рекомендуемые ресурсы и блоги ниже.

  • Дикий сад , Питер Д’Амато. На мой взгляд, это единственная лучшая книга о хищных растениях, которую вы можете купить сегодня. Его главы о Dionaea блестяще подробны и отлично подходят для начинающих.Доступно на Amazon.
  • FlytrapCare.com , расположенный в Орегоне и управляемый Мэттом Миллером, — это питомник хищных растений, специализирующийся на ловушках Венеры. На сайте есть фантастические руководства по всем аспектам выращивания, включая сложные темы. Ссылка на сайт.
  • Фотоискатель CP Photo Finder . Этот веб-сайт поддерживается Бобом Цимером и спонсируется ICPS. Если вам не удается найти фотографию определенного сорта или сорта Dionaea , сделайте это своим первым пунктом захода.Ссылка на сайт.

Если вы хотите купить Venus Flytrap , я предлагаю вам проверить мой каталог рекомендуемых питомников.

Механика защелкивания мухоловки Венеры (Dionaea muscipula)

Значение

Быстрое закрытие ловушки-защелки плотоядной Венеры ( Dionaea muscipula ) включает нестабильность защелкивания в качестве увеличения скорости. Принципы срабатывания ловушки, необходимые для преодоления соответствующего энергетического барьера, определяемого двухлепестковой кривизной, до сих пор оставались спекулятивными.Здесь мы использовали корреляцию трехмерного цифрового изображения для анализа деформации ловушки во время закрытия как для внешней, так и для внутренней поверхностей ловушки. Сопутствующие биомеханические и физиологические эксперименты показали, что успешное щелкание зависит от полной гидратации ловушки. В сочетании с моделированием МКЭ, выясняющим механический вклад различных тканей ловушки в движение, мы показываем, что механика захвата включает сложное взаимодействие между процессами набухания / сжатия различных слоев ткани и снятием внутреннего предварительного напряжения ловушки.

Abstract

Механические принципы быстрого захвата в легендарной венерианской мухоловке еще полностью не изучены. В этом исследовании мы получили распределение деформации с временным разрешением с помощью трехмерной корреляции цифрового изображения (DIC) для внешней и внутренней поверхностей лепестков ловушки на протяжении всего закрывающего движения. В сочетании с моделями конечных элементов были исследованы различные возможные вклады слоев ткани ловушки в отношении поведения ловушки и величины деформации, необходимой для защелкивания.Опираясь на эксперименты in vivo, мы показываем, что полное набухание ловушки является механико-физиологической предпосылкой для успешного (быстрого и геометрически правильного) защелкивания, обусловленного различными тканевыми изменениями (набуханием, сокращением или отсутствием вклада). Вероятно, это результат предыдущего накопления внутреннего гидростатического давления (предварительного напряжения), которое сбрасывается после срабатывания ловушки. Наши исследования приводят к глубокому пониманию механики сложного движения завода, включающего в себя различные принципы срабатывания.

Несмотря на хорошее понимание плотоядной мухоловки Венеры ( Dionaea muscipula , Droseraceae) в отношении физиологии механизма срабатывания защелкивающейся ловушки, цикла охоты и связанного с ней переваривания добычи (1⇓⇓ – 4), механистического объяснения принципов движения ловушки остаются неполными.

Срабатывание ловушки вызывает активную деформацию лепестка с гидравлическим приводом (2, 3, 5), которая в сочетании с геометрией лепестка с двойной кривизной создает нестабильность при продольном изгибе.Упругая энергия накапливается, накапливается и высвобождается во время движения продолжительностью от 100 до 300 мс (6): первоначально вогнутые лепестки ловушки (открытое состояние) начинают двигаться навстречу друг другу и в конечном итоге переходят в выпуклое (закрытое) состояние. Каждый выступ можно рассматривать как изогнутую эластичную оболочку, выполняющую изгиб с защелкиванием. Одно только гидравлическое срабатывание не может объяснить быстрое движение (7, 8). Тем не менее, процессы вытеснения воды играют решающую роль в начальной активно-эластической деформации, при этом лежащие в основе биохимические механизмы мало изучены (5, 9).

Forterre et al. (10) рассчитали трехмерное (3D) изменение формы лепестка путем триангуляции флуоресцентных точек на его внешней поверхности. Они количественно оценили распределение деформации на внутренней и внешней поверхностях до и после закрытия из форм. Для внешней поверхности максимальная деформация развивается перпендикулярно средней ребре (до + 9%) и в шесть раз превышает максимальную деформацию параллельно ей (рис. 1 A , интерполированный вариант нагружения). Деформации на внутренней поверхности практически не обнаруживаются (≤1%).Соответственно, закрытие описано как в первую очередь вызванное клеточным расширением перпендикулярно средней жилке.

Рис. 1.

Расчетные модели ловушек с различным распределением деформации и настройками слоев без предварительного напряжения. ( A ) Измеренные распределения деформации и различные варианты нагружения для моделирования с преобразованием систем координат. Отношения между углом раскрытия и максимальной абсолютной деформацией ( B ) для измеренных распределений деформации и ( C ) для интерполированных распределений деформации во всех настройках слоев.Аббревиатуры соответствуют количеству слоев ткани (три или два), поведению этих слоев во время закрытия (расширение, +; сокращение, -; без срабатывания, 0) и степени расширения или сжатия (в%). Кроме того, показаны относительные толщины слоев ткани (более подробную информацию см. В Приложении SI ). Единственные модели, выполняющие моментальный снимок, — это двухслойная 2 + −100 (внутренний эпидермис сжимается настолько, насколько расширяется внешний эпидермис), измеренный вариант нагрузки ( B1 ) и интерполированный вариант нагрузки ( C1 ), которые, однако, не выполняются. соответствуют наблюдаемому геометрическому поведению реальной ловушки (фильмы S7 и S8).Подробную информацию обо всех моделях можно найти в приложении SI , рис. S2.

Однако предварительное сравнение, проведенное Forterre et al. Уравнение (10) не может объяснить эволюцию деформаций на протяжении всего движения защелкивания. Кроме того, для расчета глобального распределения деформации поверхности ловушки Forterre et al. (10) разделили его на поля локальных деформаций, предполагая, что поле деформаций однородно в выбранных окнах 2 мм × 2 мм. Следовательно, распределение деформации кажется приблизительно линейным, что, как объясняется ниже, слишком грубо для создания моделей конечных элементов (КЭ), ведущих себя как структуры с защелкиванием, напоминающие венерическую мухоловку.Такой внезапный переход от одной устойчивой геометрической конфигурации к другой можно лучше всего понять с помощью анализа путей равновесия, которые необходимы для анализа нелинейного деформационного поведения конструкций, поскольку они позволяют интерпретировать любую точку или условие деформации, для которых равновесие является выполнено ( СИ Приложение , текст 1).

Используя обратный биомиметический подход, включая механическое моделирование с помощью моделирования КЭ и физиолого-биомеханические эксперименты на реальном растении (11), мы рассмотрели следующие два вопроса относительно срабатывания ловушки Dionaea : 1) Требуется ли предварительное напряжение для ловушки закрытие? Некоторые авторы (12-15) считают, что различия гидростатического давления (тургора) в тканевых слоях предварительно напряженных долей ловушки ответственны за поддержание ее открытого положения.Чтобы оценить возможное влияние предварительного напряжения на поведение ловушки, мы исследовали взаимосвязь между состоянием гидратации (вздутие или обезвоживание), углом открытия ловушки (геометрическое состояние) и продолжительностью срабатывания / закрытия и дополнительно оценили полученные геометрические состояния относительно естественное закрытие ловушки с помощью КЭ-моделей. 2) Каков механический вклад отдельных слоев ткани долей в глобальное движение ловушки? Для определения типов механического поведения (расширение, сжатие и нейтральное поведение) и их комбинаций, которые могут быть отнесены к трем слоям ткани долей (внутренний и внешний эпидермис и мезофилл), параметры эволюции деформации в результате корреляции трехмерных цифровых изображений (DIC) измерения (16, 17) были исследованы в мета-исследовании с использованием моделей FE.Эти анализы были подтверждены результатами экспериментов по дегидратации, проведенных для оценки гипотетического влияния набухания / гидравлического предварительного напряжения. Эти компьютерные модели позволяют исследовать отдельные и комбинированные эффекты, которые иначе невозможно in vivo.

Результаты

DIC-анализ поверхностей

Dionaea Snap-Trap.

Распределения деформации в направлении как с более высокой деформацией (обозначается как большая деформация, ε y ), так и с более низкой деформацией (незначительная деформация, ε x ) были проанализированы с помощью DIC на протяжении всего быстрого движения с защелкиванием как для внешнего, так и для внутренние поверхности ловушки (фильмы S1 и S2).Как видно из Movie S1, наибольшая деформация во время закрытия происходит в центре с ε y перпендикулярно средней жилке и значениями приблизительно от 8 до 10% для внешней поверхности (рис. 1). Хотя следует учитывать возможные артефакты, связанные с потерей сигнала и несовершенными вычислениями (базовые алгоритмы требуют смежных окон пикселей), поля и мидр, очевидно, остаются недеформированными. Кроме того, деформация в направлении x , ε x , параллельная средней жилке, приблизительно от 3 до 5% наблюдается в центре, где кривизна лепестка ловушки изменяется больше всего.Ни средняя жилка, ни верхний край не деформируются, как показано в наших записях. Похоже, что эволюция деформации со временем равномерно увеличивается. Для внутренней поверхности потери сигнала и искажения на верхнем крае ловушки кажутся более заметными, возможно из-за зубчатых выступов (ресничек), и эти результаты, следовательно, были исключены из интерпретации. Распределение деформации на внутренней поверхности более сложное, чем на внешней поверхности (Movie S2). Сокращение параллельно средней жилке наблюдается в центре (основная деформация около 0%, незначительная деформация около -1.От 0 до 2,5%). Ближе к краям поле деформации становится более ошибочным, хотя можно обнаружить большую деформацию примерно от +1,0 до 2,5% и незначительную деформацию примерно от 0 до -1,5%, параллельную средней жилке.

Первоначальное тематическое исследование FEM, касающееся распределения деформации и поведения изгиба при защелкивании.

Для дальнейшей оценки измеренных полей деформации и их корреляции с характеристикой коробления при защелкивании мы смоделировали открытую ловушку, нагруженную температурной нагрузкой с двумя различными распределениями деформации (модель 1; см. Рис.4). Сначала был определен вариант нагрузки на основе данных экспериментальных измерений. Этот измеренный вариант нагрузки правильно воспроизводит распределение, полученное из измерений DIC (рис. 1 A ). Во-вторых, это сравнивалось с оценкой возможного распределения деформации, приведенной в Forterre et al. (10) называют «интерполированным вариантом нагружения», поскольку значения были интерполированы по лепестку для нагружения (рис. 1 A ). Кроме того, были исследованы различные конфигурации слоев ткани с отдельными слоями, показывающими разные уровни сжатия или расширения (или ни того, ни другого) (см.рис.4). Мы использовали либо трехслойные модели (внутренний эпидермис, мезофилл среднего слоя и внешний эпидермис), которые представляют реальную анатомию ловушки, либо сильно упрощенные двухслойные модели (13, 14). Для любой комбинации свойств ни одна модель не показывала ожидаемого динамического проскока, а скорее непрерывное закрытие, как для измеренного, так и для интерполированного случая нагружения (видеоролики S3 – S24). Это можно увидеть на схемах на рис. 1 B и C . Подробное описание и интерпретация поведения мгновенного прохода объяснены в приложении SI , текст 1 и рис.S2. Прорыв наблюдался только в моделях, в которых присутствовали высокие значения деформации, превышающие экспериментальные (рис. 1). Только двухслойная модель, в которой внутренний эпидермис вносил вклад с тем же абсолютным значением деформации, что и внешний эпидермис (но с сокращением вместо расширения, обозначенным как 2 + −100; см. Подробности на рис. 1), приблизительно выполняла закрытие ловушки с помощью измеренная максимальная деформация от 8 до 10% для обоих случаев нагружения (фильмы S7 и S8). Процесс деформации (без защелкивания) и фигуры деформации (рис.1 B1 и C1 ), с другой стороны, не соответствовали наблюдаемому геометрическому поведению реальной ловушки. Поскольку ни одна из моделей и случаев нагружения не полностью качественно и количественно отражала измеренное поведение и значения, мы предположили, что дополнительный механический эффект, который еще не учитывался при моделировании, поддерживал механизм защелкивания. По предположению Маркина и соавт. Согласно (13) открытая ловушка, возможно, имеет внутреннюю разность давлений. Это и результирующее изменение кривизны в дальнейшем будут рассматриваться как предварительное напряжение, будут включены в будущие модели и далее будут называться «состояние готовности к защелкиванию».”

Анализ моделирования

Dionaea Механика защелкивания, включая предшествующий процесс предварительного напряжения.

Поведение исходных моделей, напоминающее мухоловку, не относящееся к Венере, предполагает, что открытая геометрия ловушки больше не может интерпретироваться как начальное состояние с нулевым напряжением. Следовательно, эту геометрию не следует принимать в качестве отправной точки для моделирования, как в модели 1 (см. Рис. 4A). Следовательно, в качестве отправной точки для моделирования была взята еще одна открытая ловушка (модель 2; см. Рис.4B), что отражает состояние нулевого напряжения. Поскольку касательная к выступу в средней жилке остается неизменной, это геометрическое состояние модели с большим углом дает более высокую кривизну. Чтобы восстановить геометрию открытой ловушки, эта дополнительная кривизна сначала должна быть скомпенсирована, что приведет к накоплению напряжения, которое является предпосылкой для того, чтобы в конечном итоге вызвать и активировать наблюдаемое поведение ловушки Венеры по проскальзыванию. Готовая к защелкиванию конфигурация достигается путем непрерывной нагрузки до тех пор, пока не будет получена приблизительная геометрия полностью набухающих ловушек, т.е.например, изменяя угол открытия с 50 ° (состояние без напряжения) до 40 ° (состояние готовности к защелкиванию). Следовательно, требуемая деформация определяется как «деформация предварительного напряжения», при этом предполагается, что распределение деформации предварительного напряжения такое же, как и для раскрытия. Состояние готовности к защелкиванию находится перед критическим порогом на пути равновесия, как видно из зависимости деформации от угла раскрытия (рис. 2). Ее можно рассматривать как равновесную конфигурацию для открытого состояния.

Рис. 2.

Расчетные модели ловушек с различным распределением деформации и настройками слоев, включая предварительное напряжение.Зависимость между углом раскрытия и максимальной приложенной деформацией ( A ) для измеренного распределения деформации и ( B ) для интерполированного распределения деформации для всех настроек слоев, включая процесс предварительного напряжения, как прогнозируется моделью 2. Аббревиатуры соответствуют количеству слоев ткани (три или два), поведение этих слоев во время закрытия (расширение, +; сжатие, -; отсутствие срабатывания, 0), а также степень расширения или сжатия (в%) (более подробную информацию см. в приложении SI ).( C1 ) Обезвоженная ловушка с большим углом открывания. ( C2 ) Сифон в конфигурации, готовой к защелкиванию, с меньшим углом открывания. ( C3 ) Закрытая ловушка. Деформационные состояния модели 2 для моделей, наиболее близких к защелкиванию: ( D1 ) С настройкой слоя 3 + 00 (внешний эпидермис расширяется, а средний и внутренний слои остаются нейтральными) в состоянии нулевого напряжения. ( D2 ) После нагружения с деформацией предварительного напряжения, в конфигурации, готовой к защелкиванию, и ( D3 ) после нагружения с деформацией смыкания (представляет собой количественное значение деформации, измеренное в экспериментах DIC; рис.1), в закрытом состоянии. Состояния деформации для настройки слоя ( E1 E3 ) 3 + 0−20 (внешний эпидермис расширяется, средний слой остается нейтральным, а внутренний эпидермис сжимается на 20% относительно внешнего расширения эпидермиса) и ( F1 F3 ) 3 + 0−100 (внешний эпидермис расширяется, средний слой остается нейтральным, а внутренний эпидермис сокращается так же, как и внешний эпидермис). Подробную информацию обо всех моделях можно найти в приложении SI , рис. S3.

Для окончательного закрытия модели были дополнительно нагружены закрывающей деформацией, которая представляет собой разницу деформации между общей деформацией для закрытия и деформацией предварительного напряжения.Это представляет собой количественное значение деформации, измеренное в экспериментах DIC. В отличие от моделей без предварительного нагружения (предварительного напряжения), мгновенное поведение может наблюдаться почти для всех настроек слоев и вкладов, а также для обоих распределений деформации (рис. 2; больше в SI Приложение , рис. S3 и Movies S3– S24). Поразительно, что ловушки с приложением интерполированного нагружения переусердствовали (фильмы S3, S5, S7, S9, S11, S13, S15, S17, S19, S21 и S23): движение моделей не прерывалось при соприкосновении лепестков ловушки, а проникли друг в друга.Это связано с тем, что после того, как процесс Snap-Through настроен на работу, его нельзя остановить до достижения следующего стабильного состояния. Это искусственное проникновение возникает из-за того, что контакт не учитывается при моделировании. Это также относится к моделям с измеренным распределением деформации, в которых мезофилл также расширяется, а внутренний эпидермис сжимается (3 ++ — 20, 3 ++ — 100) ( SI Приложение , рис. S4 и фильмы S18 и S20) . Другие настройки слоя, загруженные с измеренным распределением деформации, демонстрируют ожидаемое поведение резкости.Интересно, что сильно упрощенные двухслойные модели (2 + 0, 2 + −20, 2 + −100) демонстрируют полное закрытие при относительно низких деформациях (рис.2 A и B и SI Приложение , рис. S3 и фильмы S4, S6 и S8). Модели, которые напоминали защелкивающийся захват, включая морфологические условия и наиболее измеренные значения, были рассчитаны с учетом измеренного варианта нагрузки, трех слоев ткани и нейтрального мезофилла (3 + 00, 3 + 0−20, 3 + 0−100). (Рис.2 A и SI Приложение , Рис.S3 и фильмы S10, S12 и S14). Во всех трех моделях значения результирующих закрывающих деформаций при моделировании хорошо соответствовали измеренным деформациям через DIC ~ 10% внешнего эпидермиса. Разница между моделями заключается в том, что внутренний эпидермис сокращается, что приводит к разнице в величине предварительного напряжения. Без какого-либо вклада (3 + 00) требуется предварительное напряжение 40% наружного эпидермиса (рис. 2 A ). Увеличение вклада деформации внутреннего эпидермиса (до 100% от значения на внешнем эпидермисе) сопровождает снижение значения деформации перед напряжением до 20% роста клеток (3 + 0−100) (рис.2 А ). Поскольку оптимизация энергопотребления является одним из наиболее важных движущих факторов эволюции, низкая деформация должна впоследствии быть благоприятной. В результате, исходя из поведения движения и соотношения между деформацией и углом раскрытия, из всех случаев нагружения предпочтение было отдано параметру 3 + 0−20 с измеренным полем деформации по нескольким причинам: это не только ближе к результатам для внутренний эпидермис (усадка), но он также соответствует измеренным значениям в экспериментах ДВС внешнего и внутреннего эпидермиса.

Эксперименты по дегидратации.

Предполагая, что это встроенное предварительное напряжение в открытой, готовой к защелкиванию ловушке является следствием внутреннего гидростатического давления (12), защелкивание ловушки и геометрическое поведение были протестированы путем снижения тургора за счет обезвоживания, которое уменьшило бы напряжение.

Среди ловушек одного и того же растения не было обнаружено значительных различий относительного содержания воды (RWC), независимо от предгидратации или постдегидратации (среднее значение до гидратации 84,3 ± 10.9%, критерий Шапиро – Уилка на нормальность p = 0,69, критерий Бартлетта на однородность дисперсий p = 0,41; полное растение после дегидратации [10 ловушек], среднее значение RWC 76,4 ± 19,1%, критерий Шапиро-Уилка для нормальности p = 0,71, непарный t тест p = 0,0002). Это позволило исследовать возможные эффекты обезвоживания на угол открытия ловушки и время закрытия ловушки для конкретных индивидуальных ловушек с использованием различных растений, на каждой из которых RWC измеряли в пределах одной удаленной ловушки.В процессе обезвоживания угол раскрытия между долями увеличивался (рис. 3).

Рис. 3.

Влияние различных состояний гидратации (полностью гидратированный, дегидратированный, регидратированный) на ловушек D. muscipula ( n = 9) с учетом угла открытия ( слева ), RWC ( посередине ) , и длительность привязки ( справа ). Для продолжительности захвата только три ловушки (красные точки) реагировали на срабатывание в обезвоженном состоянии.

Что касается поведения ловушки и продолжительности закрытия, то эффект потери воды был поразительным.Только три из девяти ловушек закрылись после срабатывания в обезвоженном состоянии; никто из остальных не проявил видимой реакции. После регидратации ловушки снова достигли своего первоначального времени закрытия, но с большим разбросом. Что касается угла открытия ловушки среди отобранных в результате рандомизации образцов, тест ezAnova Mauchly показал, что предположение сферичности было выполнено для различных состояний гидратации [ F (2,16) = 3,078, p = 0,39 , η 2 = 0.102]. Последующий апостериорный попарный тест t с поправкой Бонферрони показал только статистические различия между полностью гидратированным и дегидратированным состояниями ( p = 0,039). В ezANOVA на уровнях RWC тест Мочли показал, что сферичность не была нарушена [ F (2,16) = 20,226, p = 0,64, η 2 = 0,494]. Апостериорный попарный тест t с поправкой Бонферрони между полностью гидратированными и обезвоженными растениями статистически сильно различается ( p = 0.0065), как и разница между дегидратированным и регидратированным состояниями ( p = 0,0012). Полностью гидратированный и регидратированный состояния не показали статистической разницы ( p > 0,05). Углы ловушек изменялись между полностью гидратированным и обезвоженным состояниями от 0 ° до 16 ° в нашем наборе ловушек. Когда условия были намного суше, ловушки могли открываться еще дальше, но это сопровождалось необратимым увяданием. Увеличенное открытие ловушки не зависело от силы тяжести, поскольку обезвоженные перевернутые растения также демонстрировали такие же увеличенные углы открытия в своих ловушках (до обезвоживания средний угол открытия 69 °, после обезвоживания средний угол открытия 83 °, всего пять ловушек).Это указывает на то, что тургезирующая ловушка включает в себя средства для поддержания определенной конфигурации открытого / готового к защелкиванию, которую невозможно поддерживать без подачи воды.

Готовая к защелкиванию конфигурация компьютерных моделей, в которой угол открывания изменяется с 50 ° (состояние без напряжения) до 40 ° (состояние готовности к защелкиванию), хорошо соответствует максимальному изменению угла раскрытия (10 °) наблюдается при обезвоживании. Считается, что этот больший угол раскрытия приблизительно соответствует состоянию нулевого напряжения.

Обсуждение

Выполняя параметрические исследования различных полей деформации, настроек слоев и вкладов тканей, мы получили дальнейшее понимание механики привязки Dionaea . Далее мы обсуждаем текущие гипотезы на основе наших результатов и предлагаем наиболее правдоподобный сценарий механического закрытия на основе нашей оценки.

Значения деформации, полученные при бесконтактной полнопольной трехмерной деформации поверхности, подтверждают предыдущие измерения (10, 18).Тем не менее, наши измерения DIC показывают более высокие значения в отношении непрерывной эволюции расширения перпендикулярно средней жилке (10%) на внешней поверхности: перпендикулярное расширение вдвое превышает параллельное расширение. Кроме того, мы измерили 2% усадки параллельно средней жилке на внутренней поверхности. Это несоответствие могло иметь несколько причин. Во-первых, биологические образцы могут сильно отличаться. Например, возраст, водный статус и условия выращивания могут влиять на форму и поведение ловушки.Как Forterre et al. (10) заявили, что архитектура ловушки является важным фактором в отношении быстрого закрытия. Взаимосвязь между толщиной, размером и кривизной лепестка ловушки определяет характер защелкивания и, как таковое, распределение деформации. Во-вторых, наш подход DIC предоставляет очень подробную информацию в зависимости от разрешения камеры (среди других факторов). Как следствие, фасетный анализ мог привести к более вероятной картине распределения деформации, чем локальное поле деформации, полученное с помощью микроскопических волосков и желез (10) или чернильных точек (18).По общему признанию, покрытие стохастического рисунка могло бы добавить (небольшую) силу сопротивления к поверхности, которую ловушка должна преодолеть, чтобы закрыть. Однако из апикальных снимков мы не наблюдали какой-либо разницы в поведении двух лепестков ловушки, которая была бы в случае, если бы покрытие существенно затрудняло движение, поскольку лепестки ловушки могут демонстрировать очень индивидуальные режимы закрытия (19, 20 ).

Распределения деформации, измеренные в этом исследовании, а также полученные Forterre et al.Обе формулы (10) были применены к КЭ-моделям открытой ловушки с переменными настройками слоев и вкладом тканей и нулевым предварительным напряжением (Рис. 1 C и D и SI Приложение , Рис. S2 и Фильмы S3 – S24). Ни одна из моделей не могла воспроизвести поведение ловушки ни качественно, ни количественно. Таким образом, ранее необходимо было пренебречь важным дополнительным эффектом, необходимым для мгновенного прохождения. Впоследствии мы определили этот эффект экспериментально и подтвердили его с помощью моделирования, т.е.е., механическое состояние, когда ловушка набухает (предварительно напряжена). Как видно из экспериментов по дегидратации, открытое состояние готовности к щелчку, предсказанное в модели, поддерживается тургором (то есть полностью гидратированным состоянием). Здесь мы показываем, что когда ловушки теряют воду, угол между лепестками ловушки и центральной осью увеличивается в среднем примерно на 10% по сравнению с открытыми ловушками, что сопровождается потерей раздражительности (рис. 3). Физически это можно объяснить снижением скорости гидравлического переноса, а физиологически — негативным влиянием засухи на возбудимость (21).Остается предположить, что ловушки, подверженные водному стрессу, также закрываются медленнее (рис. 3). Однако этого нельзя вывести из наших экспериментов, в которых одна ловушка показывала нормальную продолжительность закрытия (~ 300 мс) (рис. 3). Это, однако, может быть объяснимо, поскольку растение имело самый высокий уровень RWC по сравнению со всеми другими обезвоженными растениями. Моделирование, в которое включено предварительное напряжение (с использованием дополнительной открытой геометрии в качестве отправной точки, состояния с нулевым напряжением), дополнительно подтверждает эту гипотезу как для распределений деформации, так и почти для всех комбинаций параметров.Как из-за экспериментальных трудностей, так и из-за необходимости тестирования отдельных ловушек, живущих в разных состояниях, количественная оценка тургорного давления, например, с помощью метода зонда давления или косвенно с помощью серии осмотической дегидратации, была невозможна (22).

При применении распределения деформации, описанного в Forterre et al. (10) в качестве случая нагружения (интерполированного случая нагружения) на моделях, включающих предварительное напряжение, ловушки технически могут закрываться, хотя в некоторых конфигурациях, не через защелкивание (рис.2 B и SI Приложение , рис. S3). Кроме того, как видно из кривых деформации и угла раскрытия для любой испытанной установки слоя, для закрытия требуется дополнительная деформация. Более того, в моделях часто происходит сильное проникновение лепестков ( SI Приложение , рис. S3), что не отражает естественную ситуацию, в которой лепестки только что закрытой ловушки не соприкасаются и, следовательно, не оказывают давления. друг на друга. Как экспериментально установил Стулман (12), зубцы на краях долей не действуют как фрикционные тормоза во время быстрого закрытия.Вероятно, это вышеупомянутое превышение ловушки соответствует периоду после быстрого закрытия ловушки, когда лепестки ловушки начинают образовывать тесный контакт и плотно закрывают ловушку (23). Было бы интересно оценить, связан ли процесс сжатия (который занимает некоторое время) с релаксацией стресса и / или необратимыми процессами роста и модификациями механики клеточной стенки (24). Во время быстрого закрытия ловушки использование большего напряжения, чем требуется для защелкивания, будет связано с высокими энергетическими затратами, что является неблагоприятной с эволюционной точки зрения особенностью (25).

При учете экспериментальных наблюдений, включая количественные измерения ДИК и деформационное поведение отдельных лепестков, моделирование с измеренным распределением деформации совпадает. Модели, в которых средний слой (мезофилл) не участвует активно в срабатывании [противоречит (26, 27)], но приводит к увеличению рычага между активным внешним и внутренним эпидермисом, демонстрируют четкое соответствие кинематике захвата защелкивания. , деформация лепестков ловушки, изменение геометрии реальных ловушек и количественные измерения на самом предприятии (рис.2 A и SI Приложение , рис. S3 и ролик S12). Это интересно тем, что показывает важность интеграции мезофилла в модели, которые более реалистичны для установки реальной ловушки по сравнению с часто используемыми и сильно упрощенными двухслойными моделями (см. Ссылку 13), хотя, в частности, Markin et al. al. (13) ранее интегрировали предварительное напряжение в свою модель гидростатической упругой кривизны.

Что касается противоречивых наблюдений, описанных в литературе относительно поведения внутреннего эпидермиса во время закрытия ловушки (почти нет вклада (10, 18), усадка (13, 20)), мы в качестве примера оценили их с помощью теоретических моделей (рис. .2 D1 D3 и F1 F3 ). Из этих оценок мы можем сделать вывод, что чем больше вклад внутреннего эпидермиса в усадку, тем меньше напряжения предварительного напряжения требуется для полного закрытия, включающего защелкивание. Вклад различных слоев вполне может быть в основном пластичным и зависеть от возраста, размера и состояния ловушки.

Эксперименты по манипуляции с реальными ловушками также могут дать предварительные объяснения аномального поведения смыкания наших смоделированных ловушек.Удаление одной доли или ресничек, выстилающих края долей (что инициирует закрытие ловушки), часто приводит к тому, что оставшиеся доли либо скручиваются, как сигарилла, либо левый и правый края складываются одновременно ( SI Приложение , Рис. S4) (26, 27 ) через короткий промежуток времени (от ~ 5 до 10 с). Мы интерпретируем это поведение как происходящее из-за отсутствия регулирующего контакта (блокирующей силы) с противоположной (отсутствующей) долей и ресничками. Мы наблюдали аналогичное поведение преувеличенных откликов на изгиб ловушки в наших компьютерных моделях на измеренных полях деформации, где предварительное напряжение не было учтено и внутренний эпидермис сокращался ( SI Приложение , рис.S4). Поскольку реальные ловушки демонстрировали такое поведение после закрытия (когда предварительное напряжение было, по крайней мере, частично снято), это указывает на то, что перенос воды от адаксиальных к абаксиальным слоям может еще больше сузить ловушку (см. Также ссылки 14 и 15). Как Forterre et al. (10) ранее упоминалось, что быстрое закрытие ловушки внутри гасится из-за потока межклеточной воды через эластичную ткань. Оставшееся вытеснение воды, вероятно, приводит к чрезмерному изгибу лепестков.

Представляет интерес дальнейшее изучение взаимосвязи между предварительным напряжением и геометрией молодых ловушек. Ловушки Юнга закрываются плавно (19), что может быть связано со слабой кривизной (10) и / или небольшим предварительным напряжением. Точно так же наши модели без включенного предварительного напряжения никогда не демонстрируют истинного поведения мгновенного прохождения (фильмы S3 – S24).

В этом исследовании мы смогли показать с помощью экспериментов и моделирования, что закрытие венерианской мухоловки, скорее всего, вызвано одновременным расширением внешнего эпидермиса и меньшей усадкой внутреннего эпидермиса (см.ссылки 10 и 20). Мезофилл не принимает активного участия в движении. Кроме того, для быстрого закрытия важно, чтобы ловушки находились в состоянии готовности к защелкиванию в результате разницы внутреннего гидравлического давления между слоями, то есть предварительного напряжения. Тем не менее, из-за упрощений, сделанных в нашем исследовании, некоторыми эффектами можно пренебречь. Например, водное демпфирование, т.е. перераспределение поровой жидкости после резкого изменения геометрической конфигурации, не учитывалось. Кроме того, поведение материала было упрощено из-за отсутствия данных, чтобы вывести разумные предположения для моделей и параметров материала.Выбранная изотропная модель облегчает простую интерпретацию результатов, поскольку не учитываются артефакты материала, а механизмы и принципы движения, являющиеся результатом геометрических свойств, изолированы. Поэтому с упрощенными моделями мы не можем сделать никаких количественных заявлений о значениях напряжений, а можем предоставить только качественную информацию, такую ​​как наличие предварительного напряжения, что и было целью этого исследования. Тем не менее, мы знаем, что поведение материала, геометрия и результирующая деформация взаимосвязаны, и что в этом отношении желательны дальнейшие исследования.

Более того, как заметил Стулман (12), «форма [и скорость] закрывающего движения изменяется в зависимости от положения спускового крючка, используемого для запуска процесса возбуждения». Картина волны потенциалов действия, которая инициирует токи жидкости, приводя к начальной деформации и последующему короблению, не могла быть решена в наших экспериментах с ДИК. Поэтому мы особенно с нетерпением ждем возможности визуализировать и количественно оценить динамику подмены воды с самого начала захватывающего закрытия венерианской мухоловки.Настоящее исследование способствует нашему пониманию биологии не только этого знакового растения, но и основных механических принципов структур с защелкиванием в целом, тема, которая также представляет большой интерес для биомиметических исследований и любых возникающих в результате технических приложений (28⇓ –30).

Материалы и методы

Эксперименты на растениях.

Влияние состояний гидратации на угол открытия ловушки и время закрытия ловушки.

Здоровый взрослый особь Ловушки D. muscipula (первоначально приобретенные у Gartenbau Thomas Carow) тестировали в полностью гидратированном состоянии, а затем оставляли для обезвоживания на 8–14 дней (в зависимости от размера горшка) с последующей 7-дневной регидратацией.Считалось, что растения находятся в гидратированном состоянии, когда они росли во влажных горшках, стоящих в дождевой воде 1-2 см. RWC, углы открытия ловушки и длительность срабатывания / закрытия были оценены в полностью гидратированном, дегидратированном и регидратированном состояниях, как описано ниже.

Вариация RWC между ловушками D. muscipula одного и того же растения.

Анализ влияния различных состояний воды на продолжительность закрытия ловушки и углы открытия невозможно с одиночными ловушками, поскольку высокоинвазивные измерения RWC препятствуют правильному функционированию ловушки.Поэтому мы измерили RWC ловушки и проанализировали продолжительность закрытия и угол открытия с соседней ловушкой того же завода. Чтобы проверить, представляет ли RWC соседней ловушки RWC интересующей ловушки (или всего растения), два растения с 10 ловушками каждое, растущие в одном большом горшке, были проанализированы относительно их RWC. Одно растение было протестировано до обезвоживания, а другое — после обезвоживания. Для измерения RWC из лепестка ловушки каждого образца вырубали круглый диск с помощью металлического штампа диаметром 4 мм.Был получен свежий вес (FW) каждого образца, затем набухший вес (TW) (инкубация в темноте в дистиллированной воде в течение 2 часов) и, наконец, сухой вес (DW) (60 ° C,> 24 ч). Затем рассчитывалась RWC с RWC = (FW — DW) / (TW — DW) −1 100%. Используя программное обеспечение R (версия 3.5.1), измерения RWC были проверены на нормальность с помощью теста Шапиро-Уилка и на однородность дисперсии (критерий Бартлетта) с последующим непарным тестом t для определения значимых различий.Среди ловушек одного и того же растения не было обнаружено значительных различий RWC, независимо от предгидратации или постдегидратации. Это позволило нам исследовать возможные эффекты различных состояний воды на угол открытия ловушки и время закрытия ловушки на нескольких заводах.

Возможное влияние различных состояний гидратации на время закрытия ловушки D. muscipula и угол открытия ловушки.

Из-за сильного водного стресса во время эксперимента смертность от ловушек составила ∼50%. Из уцелевших ловушек, данные по которым были доступны на протяжении всего испытания, для статистики случайным образом была выбрана одна ловушка на горшок, в результате чего n = 9 для проверки каждого состояния гидратации.Ловушки стимулировали зубочисткой, дважды касаясь триггерных волосков. Следующее закрывающее движение было записано с помощью высокоскоростной камеры (Motion Scope Y4; Redlake) со скоростью записи 1000 кадров в секунду с использованием высокоэффективного светодиода Constellation 120 (Integrated Design Tools, Inc.) и программного обеспечения. Motion Studio × 64 (версия 2.12.12.00; IDT). Для определения угла открытия ловушки были сделаны фотографии ее вершины при различных состояниях гидратации. Для полностью гидратированного состояния угол вновь открытых ловушек измеряли через 4 дня после первоначального (искусственно вызванного) закрытия.В течение этого периода горшки с растениями содержались полностью увлажненными. Угол раскрытия был определен как угол между лепестками ловушки и был проанализирован с помощью Fiji / ImageJ (1.51j) (рис. 2 C1 ) (31). RWC соседних ловушек анализировали до и после дегидратации и после регидратации. Все измерения были проверены на нормальность. Для углов раскрытия и RWC был выполнен односторонний анализ ANOVA с повторными измерениями с использованием пакета ez ​​(32) в R, за которым последовал попарный тест t с поправкой Бонферрони.Что касается времени закрытия ловушек, односторонний тест t для определения значительных различий между различными стадиями был выполнен с использованием R. Примерный горшок, который был обезвожен вверх дном, обрабатывали таким же образом (всего пять уцелевших ловушек).

Визуализация трехмерной деформации закрывающихся ловушек (ДИК).

Для анализа трехмерной деформации поверхности закрывающихся ловушек две высокоскоростные камеры с одинаковыми размерами пикселей (MotionPro Y4 и NX4; Redlake Inc.), каждая из которых оснащена 100-миллиметровыми макрообъективами (Zeiss), были синхронизированы с помощью программного обеспечения Motion Studio с использованием камера Y4 в качестве ведущего устройства.Камеры были размещены под стерео углом 25 ° к образцу на подставке (изготовленной на заказ технической мастерской Института биологии II / III, Фрайбургский университет, Германия). Калибровку проводили с помощью калибровочной панели CQ20-30 × 24 (Gesellschaft für Optische Messtechnik mbH, GOM), как указано производителем. Скорость записи составляла 1000 кадров в секунду. Для исследования деформации внутренней и внешней поверхности использовались разные ловушки. Для визуализации внутренней поверхности противоположный выступ ловушки был удален перед фактическим анализом бритвенным лезвием, а разрез был запломбирован вазелином.Оставшейся доле позволили снова открыться (в течение 1-2 дней). Для ДВС использовалось программное обеспечение Aramis Professional (Professional 2016, GOM GmbH).

Поскольку Aramis очень чувствителен к шуму, связанному с отражениями (т. Е. Он может потерять отслеживание контрольных точек / обнаружения поверхности из-за снижения контрастности), ловушки необходимо было подготовить следующим образом: антибликовый спрей (Helling 3D Laser Scanning Spray ; Helling GmbH) был осторожно распылен на адаксиальной или абаксиальной поверхности интересующего лепестка ловушки в качестве основы для минимизации слепящих эффектов.Затем на поверхность был нанесен стохастический узор с использованием технического углерода (Professional Spray Paint; Liquitex). Части черешка, покрывающие поверхность лопасти, осторожно удаляли бритвенным лезвием. Горшечные растения с подготовленными ловушками помещали в калиброванный измерительный объем и освещали источником холодного света (Techno Light 270; Karl Storz GmbH & Co. KG). В дополнение к анализу поверхности ловушки были сфотографированы апикально с помощью цифрового микроскопа, оснащенного USB-камерой (Conrad Electronic SE) со скоростью 1 кадр / с, чтобы проверить возможное ненормальное поведение закрывания.Ловушки срабатывали зубочисткой или тонкой проволокой. После кинематического анализа ловушки были разрезаны в поперечном направлении бритвенным лезвием, а толщина лепестка ловушки измерена по изображениям разреза.

DIC не только является особенно мощным и может при правильном использовании обеспечивать высокоточные измерения деформации и деформации, но и по своей сути сложен. Важные параметры, такие как стохастический узор на поверхности образца, размеры (пиксельные окна) и положение граней, искажение линзы, а также калибровка, тепловой шум и алгоритмы — все это влияет на измерения и, следовательно, на точность данных.Поскольку эти факторы могут не только различаться между измерениями различных образцов, но также быть динамическими в рамках одного измерения, невозможно получить определенное значение ошибки измерения. Чтобы правильно интерпретировать точность данных, несмотря на эту динамику, необходимо учитывать отношение сигнал / шум и сравнивать различные измерения. Если закономерности и значения, полученные в результате оценки с помощью программного обеспечения, аналогичны, данные можно считать надежными при условии, что эксперименты проводились идентично в оптимальных условиях, рекомендованных производителем.

В нашем случае были проанализированы четыре внутренние и четыре внешние поверхности лепестков-ловушек, и была выбрана наиболее информативная для представления. Серии изображений, полученные при закрытии ловушек, анализировали методом прямого обнаружения. Размер фасета был установлен на 19 × 19 пикселей, а максимальное расстояние между их средними точками — на 16 пикселей, как для анализа внешней, так и внутренней поверхности. Мы проанализировали большую деформацию (в направлении большей деформации) и меньшую деформацию (в направлении нижней деформации) для четырех внутренних и четырех внешних поверхностей лепестков ловушки.Отношение сигнал / шум, определенное экспериментально для 10 кадров без движения ловушки, составляет менее 0,5 пикселя (т.е. <0,02 мм) для всех проанализированных наборов данных.

Моделирование.

Все моделирование было основано на методе FE, а расчеты были геометрически нелинейными, статическими и динамическими анализами, выполненными с помощью программного обеспечения ANSYS 18 (версия 18.0, ANSYS Inc.). При динамическом моделировании учитывались эффекты инерции, скорости и ускорения, тогда как в (квази) статических расчетах ими пренебрегали.Для статического анализа был использован метод длины дуги для определения пути статического равновесия конструкции. Динамические расчеты были выполнены с помощью анализа переходных процессов с 40% критического демпфирования Ckr = 2ωM (где M — масса ловушки, а первая и самая низкая собственная частота ω, полученная в результате предшествующего модального анализа). Предварительное моделирование показало, что изменение коэффициента демпфирования в первую очередь влияет на поведение вибрации (отскок, вызванный внезапной остановкой движения) в конце деформации, но не на само поведение деформации в целом.Чтобы убедиться, что движение для закрытия ловушки завершилось в конце загрузки, был применен еще один шаг нагрузки, чтобы удерживать уровень нагрузки и высвобождать возможные вибрации. Нелинейности материала не учитывались, и использовалась модель изотропного линейного упругого материала с модулем Юнга E = 10 МПа (10) и коэффициентом Пуассона ν = 0,3. Эта простая линейно-упругая и изотропная модель материала была выбрана, поскольку была доступна лишь небольшая информация о свойствах материала.Геометрия была аппроксимирована с помощью FE и некоторых механических допущений (рис. 4). Линейные стержневые элементы, используемые в системе SI Приложение , рис. S1, могут выдерживать нагрузки только нормальными силами и выполнены дискретными с двухузловыми элементами фермы (LINK180). Все поверхности в моделях представляли собой тонкостенные конструкции, которые были представлены сдвиговой деформируемой моделью оболочки Рейсснера – Миндлина. Для аппроксимации поверхностей использовались четырехузловые четырехугольные оболочечные элементы (SHELL181) с шестью степенями свободы, тремя перемещениями и тремя поворотами.Контактная формула не применялась, чтобы обеспечить проникновение в структуру, а именно в два лепестка.

Рис. 4. Основы модели

FE. Модель FE ( A ) исходной геометрии и ( B ) дополнительно раскрытая геометрия D. muscipula с размерами в соответствии с биологическим образцом. ( C ) Поперечное сечение типичной ловушки D. muscipula , показывающее линейное сужение от основания к вершине. ( D ) Обзор используемых агрегатов и параметров модели по литературным данным.

Для эффективности только четверть структуры (т.е. только половина лепестка ловушки D. muscipula ) была смоделирована с помощью КЭ, и были применены граничные условия симметрии. Исходя из морфологии ловушки, испытанной с помощью DIC на деформацию внешней поверхности и изображенной на рис. 1 A , геометрия была аппроксимирована и идеализирована. Затем эта геометрия была изменена для моделирования дальнейшей открытой ловушки, как показано в Приложении SI , рис. S4 B . Толщина лепестка линейно интерполируется между 1.0 мм около средней жилки и 0,5 мм на внешнем крае (толщина мезофилла постепенно уменьшалась к краям) (значения, измеренные по поперечным сечениям; SI Приложение , рис. S4 C ). Поскольку этот образец представлял собой ловушку среднего размера (33), формы и поведения захвата, мы использовали полученную модель для всех дальнейших компьютерных анализов. Мы смоделировали 1) три различных тканевых слоя (определяемые как внутренний эпидермис, мезофилл и внешний эпидермис), представляющие более подробное описание секции растения (26), или 2) бислой с равными пропорциями (sensu refs.13, 14) (рис.4). Из-за неподвижного соединения средней жилки ловушки с черешком все смещения и повороты были ограничены в месте соединения. Изменения объема, связанные с увеличением / уменьшением тургора, моделировались случаями температурной нагрузки (положительный результат указывает на расширение, а отрицательный — на сжатие). Поведение анизотропного расширения моделировалось применением различных коэффициентов теплового расширения перпендикулярно и параллельно средней жилке. На всех моделях визуализировалась деформация перпендикулярно средней жилке.Предварительное моделирование показало, что эффектом собственного веса можно пренебречь. Все смещения, которые отображаются или перечислены ниже, относятся к точке P (Рис. 4 A и B ). Для моделирования ловушки был проведен исключительно динамический переходный анализ для моделирования высокодинамичного процесса. Такой анализ также позволяет описать ответ модели на постепенное увеличение нагрузки, то есть на тепловое расширение. Более того, модели поведения до и после застегивания схожи в таком анализе и квазистатическом анализе.Динамический анализ ловушек проводился с заданным временем 150 мс на шаг моделирования. Все единицы модели были выбраны, чтобы оставаться последовательными, и их краткое изложение представлено на рис. 4 D .

Различные сценарии изменений тургора в различных тканевых слоях были качественно и количественно оценены для распределений деформации, полученных 1) из измерений DIC и 2) для приблизительного распределения деформации, как опубликовано Forterre et al. (10) (суммировано на рис.1 A ).Основное внимание уделялось расширению внешнего эпидермиса, как указано в исх. 10 в сочетании с сокращением внутреннего эпидермиса и без него. Здесь мы варьировали долю вклада внутреннего эпидермиса (отсутствие сокращения, сокращение в соответствии с измеренным значением или максимальное сокращение 100%), чтобы исследовать его влияние на общее щелкающее движение.

Доступность данных.

Данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны в статье и приложении SI .

Благодарности

A.W. благодарит Дирка Ренца, Юргена Шмидта и команду мастерских в Bio II / III (Фрайбургский университет) за разработку и внедрение буровой установки DIC. A.W. и М. благодарим Гюнтера Сарова и Даниэля Марайте (GOM GmbH) за ценные советы Арамису. Мы благодарим Терезу Джонс за ее исправление на английском языке. Эта работа финансировалась Немецким исследовательским фондом (DFG) в рамках Межрегионального центра совместных исследований (SFB / Transregio) 141 «Биологический дизайн и интегрирующие структуры» / проект A04 и совместный проект «Bio-inspirierte Materialsysteme и Verbundkomponenten für nachhaltiges Bauen». im 21ten Jahrhundert «(BioElast), который является частью Zukunftsoffensive IV Innovation und Exzellenz – Aufbau und Stärkung der Forschungsinfrastruktur im Bereich der Mikro- und Nanotechnologie sowie der neuen Materialien, финансируемого Государственным министерством исследований Баден-Вюртемберг. .С.П. и Т.С. признателен за финансирование Объединенной исследовательской сетью по передовым материалам и системам (JONAS), созданной совместно с Badische Anilin und Soda Fabrik Societas Europaea (BASF SE) и Фрайбургским университетом, и Т.С. признает финансирование со стороны DFG в рамках стратегии превосходства Германии, EXC-2193 / 1–3

807.

Сноски

  • Вклад авторов: R.S., A.W., M.B., T..S. и S.P. проведенное исследование; R.S., A.W., M.M., J.N. и S.P. проводили исследования; Р.S., A.W., M.M., J.N. и S.P. проанализировали данные; и R.S., A.W. и S.P. написали статью.

  • Авторы заявляют об отсутствии конкурирующей заинтересованности.

  • Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

  • Эта статья содержит вспомогательную информацию в Интернете по адресу https://www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.2002707117/-/DCSupplemental.

Dionaea muscipula — Венерина мухоловка

ТИП ЛОВУШКИ: Ловушка-защелка
Один вид, Dionaea muscipula J.Эллис (1768 г.), населяющий местообитания на юго-востоке Соединенных Штатов Америки (Северная Каролина, Южная Каролина).

Стальная ловушка Dionaea вряд ли такая мощная, как те, что ставят охотники на волков, бобров или медведей, но она столь же эффективна для ловли собственной мелкой добычи. На рис. 1 показаны ловушки, готовые к прыжку. Его рост в дикой природе ограничен болотами в центральной юго-восточной прибрежной равнине Соединенных Штатов. На рисунке 2 ниже изображена венерианская мухоловка в ее естественной среде обитания.

Рядом со складкой, где соединяются две «челюсти» листа, есть серия крошечных волосков. Если неосторожное насекомое пройдет по этим волоскам, коснувшись двух или более из них подряд, лист закроется достаточно быстро, чтобы предотвратить его побег. Не имея возможности выбраться между волосковидными зубами на краю листа (рис. 3), беспомощное насекомое медленно переваривается и поглощается листом. Железы на поверхности листа выделяют несколько пищеварительных ферментов, которые помогают разложить насекомое. После того, как насекомое будет достаточно переварено, лист снова открывается для другой жертвы.

Чувствительные волоски на складке листа не позволяют листу закрываться каждый раз, когда на него падает капля дождя, потому что лист требует, чтобы два или более этих волоска запускались последовательно (рис. 3). Если лист закрывается без жертвы, он снова откроется через несколько часов. По словам Ллойда (Джордж, 1962), ловушки могут поймать не более трех жертв, прежде чем листья почернеют и погибнут. И даже если ловушка ничего не поймает, например, когда вы дразните ее, коснувшись волос небольшой щеткой, она может открыться и закрываться снова только около семи раз! Так что не дразните мухоловку!

Механизм закрытия уже много лет восхищает биологов.Как может неодушевленное растение так быстро реагировать на прикосновение? Наиболее широко распространенным объяснением было то, что происходит быстрое изменение опухоли клеток. То есть должно быть резкое изменение давления воды в ячейках — ячейках нижней части средней жилки, то есть. Теперь мы знаем, что это не так просто, и наше старое объяснение неверно, хотя клетки нижних жилок действительно впитывают больше воды. В Dionaea закрытие происходит всего за полсекунды.Солсбери и Росс (1985) объясняют это явление ростом кислоты .

Ранние теории роста кислоты предполагали, что калий или натрий должны устремляться в клетки нижних жилок, чтобы создать осмотический градиент. Это означает, что внутри клеток больше соли, чем вне клеток средней жилки, и больше воды вне этих клеток, чем внутри. Однако Hodick и Sievers (1989) представили доказательства того, что изменение тургорного давления из-за движения калия или натрия не было причиной, но они не смогли предоставить никаких доказательств в поддержку альтернативной теории.

Во-первых, кажется, что когда вы касаетесь волосков на листе, это вызывает изменение электрического потенциала листа. Это посылает сигнал средней жилке, похожий на сигнал, который посылает ваше тело, когда вы шевелите волосиком на руке. Ваш мозг знает, что вас коснулись. В этом случае средняя жилка «знает» о прикосновении к листу. Но механический процесс, который следует за этим импульсом, был неуловимым, потому что любые попытки его изучения приводили к закрытию листа, что делало невозможным изучение осмотического состояния клеток открытого листа.

Тем не менее, теперь у нас есть несколько более ясная картина, но это все еще набор косвенных свидетельств без прямых ссылок для демонстрации причин и следствий. Сначала запускаются волосы, два последовательно, и эти триггеры вызывают изменение электрического потенциала, посылая сигнал нижним клеткам средней жилки. Затем происходит такой шквал событий, что мы не знаем, что произойдет в первую очередь. Гормон роста IAA появляется в средней жилке в повышенных концентрациях.Ионы водорода быстро перемещаются в клеточные стенки средней жилки в ответ на потенциалы действия триггерных волосков (Salisbury and Ross (1985)).

Мы можем только догадываться, что здесь происходит, но неплохо было бы предположить, что протонный (H + ) насос перемещает ионы H + из клеток средней жилы в промежутки между клетками. (Стенки клетки действительно состоят из множества волокон, соединенных вместе, образующих сеть небольших капиллярных пространств.) Ионы водорода естественным образом делают эту область более кислой.Эти ионы водорода, по-видимому, ослабляют клеточные стенки, вероятно, за счет растворения пектата кальция, который склеивает целлюлозу, в результате чего ткани нижней части средней жилки становятся дряблыми. Кальций (а не калий или натрий, как считалось ранее) увеличивается внутри клеток, и клетки поглощают воду.

Кажется разумным, что этот кальций может перемещаться в клетки, следуя градиенту заряда. В конце концов, если ионы H + остались, клетка теперь имеет отрицательные заряды (электроны), у которых нет положительного партнера; клетка имеет отрицательный заряд.Этот отрицательный заряд будет притягивать положительно заряженные предметы (положительные ионы или катионы) извне клетки, такие как Ca ++ (ионы кальция), которые были освобождены от пектатных связей кальция в волокнах целлюлозы. Попадая в клетку, кальций создает осмотический градиент. Теперь внутри клеток содержится большая доля Ca ++ и меньшая доля воды (H 2 O), чем на внешней стороне клеток в пространствах клеточной стенки. Результат? Вода поступает в клетки по осмосу .Поскольку клетки стали отклеенными, они могут расширяться по мере впитывания воды, и, следовательно, они растут на .

Это приводит к расширению наружной части створки и «пружинению» ловушки. Да, все это происходит с молниеносной скоростью, чтобы лист закрылся. Клетки остаются большего размера, а целлюлоза в конечном итоге увеличивается, чтобы укрепить стенки. Это закрывает ловушку, но через несколько дней она должна снова открыться. Как только насекомое переваривается, клетки на верхней поверхности средней жилки будут расти гораздо медленнее, и лист снова откроется.

Как вы можете себе представить, лист не может бесконечно выполнять этот трюк с быстрым ростом. Вот почему он может закрыть ловушку только семь раз за время жизни листа. Но почему он вообще это делает? В его заболоченной среде обитания из торфяного мха питательные вещества очень ограничены. Он не может использовать азот из атмосферы (как и мы!), Но ему нужен азот в какой-то форме. Эксперименты с венерианской мухоловкой, проведенные Робертсом и Остингом (1958), предполагают, что, возможно, именно органическая форма азота и фосфора важна для насекомоядных растений.И пойманные в ловушку насекомые именно это им и дают.

Выращивание Венеры мухоловки

Венерина мухоловка — одно из самых простых в выращивании хищных растений. Если вы хотите вырастить один или несколько, у них есть только несколько требований, таких как влажные корни, высокая влажность, полный солнечный свет и бедная кислая почва. Он поставляется вам в виде луковицы или корневища. Посадите его корнями вниз, чтобы верхушка луковицы была на одном уровне с почвой. Рекомендуемая почвенная смесь содержит мох сфагнум и песок.Не добавляйте удобрения или известь. Ваши растения будут лучше расти, если вы будете пересаживать их в новую почву каждые несколько лет.

Чтобы обеспечить высокую влажность для Venus Flytrap, посадите ее в террариум или в стеклянный контейнер с небольшим отверстием. Для этой цели подойдет старый аквариум или аквариум. Летом нужно следить за своим террариумом, потому что температура внутри стакана может быть слишком высокой. Двух часов на солнце может хватить. Если ваши растения вянут, им нужно раньше выходить из-под солнца.Для зимы все наоборот. Если в вашем районе становится очень холодно, возможно, вам придется отодвинуть растения от окна или накрыть их на ночь, чтобы они оставались теплыми и влажными. Тем не менее, мухоловка Венеры будет испытывать период покоя зимой, от Дня благодарения до Дня святого Валентина, поэтому ей нужно меньше часов дневного света и более низкие температуры.

Другой способ — посадить его в горшок и поместить его в большую емкость, например, ведро. Частично накройте верх ведра куском стекла или оргстекла.Не закрывайте всю верхнюю часть, потому что воздух должен циркулировать.

После того, как ваше растение созреет, оно может дать цветы на высоком стебле, намного выше листьев. Он должен быть высоко над листьями, чтобы насекомые, опыляющие цветы, не попали в листья. Каждый цветок дает очень маленькие семена. Они примерно равны точке в конце этого предложения. Сразу сажайте семена или храните их в холодильнике. Если отщипнуть цветы, листья будут расти более энергично, так как выращивание цветов забирает у растения много энергии.

Венерина мухоловка также размножается через корневище. У него никогда не бывает больше семи листьев. Если у вашего растения больше семи листьев, оно уже отделило другое растение от материнского. Вы можете попробовать сорвать лист и пересадить его. В конце концов, этот лист отомрет, и появится крошечное новое растение.

Если вы хотите получить и вырастить мухоловки Венеры, вы можете проверить, есть ли у вас местная оранжерея, в которой они есть.

Если вы выращиваете свое растение на открытом воздухе, оно получит достаточно насекомых, чтобы поесть.Если идет дождь, контейнер может наполниться водой, но это не повредит растениям, они могут жить под водой месяцами. Если вы выращиваете свое растение внутри, вам нужно будет кормить его насекомыми. Достаточно пары комнатных мух или небольших слизней в месяц в течение вегетационного периода. Сделайте одолжение своему растению и НЕ кормите его гамбургерами из растений мухоловки Венеры! Могут возникнуть несварение желудка и гниль, и обычно ваше растение погибнет. Найдите вместо этого ошибку «подходящего» размера!

Американский журнал ботаники рефератов для научных статей о Дионее .

  • Механизм движения и продолжительность эффекта стимуляции в листьях Dionaea, Уильям Х. Браун — Том 3, выпуск 2, страницы 68-90, февраль 1916 г.
  • Тонкая структура триггерных волос в мухоловке Венеры, Мэри Э. Уильямс, Хью Н. Мозинго — Том 58, выпуск 6, страницы 532-539, июль 1971 г.

НАСЕКОЯДНЫЕ (ПЛОТНЫЕ) РАСТЕНИЯ СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1. Джордж Дж. 1962. Растения, питающиеся насекомыми. Ридерс Дайджест, февраль: 221–226.
2. Ходик Д. и Сиверс А. О механизме закрытия ловушки Венериной мухоловки ( Dionaea muscipula Ellis). Планта 179: 32-42.
3. Солсбери Ф. Б. и Росс С. В. 1985. Физиология растений. Wadsworth Publ. Co., Бельмонт, Калифорния. 540 Стр.
4. Робертс П. Р. и Остинг Х. Дж. 1958. Реакция ловушки Венеры ( Dionaea muscipula ) на факторы, участвующие в ее эндемизме. Ecol. Monogr. 28: 193-218.

Венерина мухоловка | Национальная федерация дикой природы

Венерина мухоловка

Dionaea muscipula

Статус: нет в списке

Описание

Венерина мухоловка — цветковое растение, наиболее известное своими плотоядными привычками в еде.«Ловушка» состоит из двух шарнирных лепестков на конце каждой створки. На внутренних поверхностях лопастей есть волосовидные выступы, называемые трихомами, которые заставляют лопасти закрываться, когда с ними соприкасается добыча. Этот тип движения называется тигмонастией — ненаправленная реакция растения на прикосновение. Чтобы растение не тратило энергию, если жертвы на самом деле нет, ловушка закрывается только при многократном прикосновении к трихомам. Откидные ловушки окаймлены небольшими щетинками, которые сцепляются, когда ловушка закрывается, чтобы жертва не могла вырваться наружу.В дикой природе есть и другие плотоядные растения, но мухоловка Венеры — одна из немногих, которые демонстрируют движение, чтобы активно ловить свою добычу.

Диапазон

Венерина мухоловка эндемична для Северной и Южной Каролины, но была завезена в несколько других штатов, включая Флориду и Нью-Джерси. Это популярное растение в горшках во многих частях мира, но, к сожалению, большая часть проданных венерианских мухоловок выращена или собрана из сокращающихся диких популяций.

Растение растет во влажной кислой почве, которая может быть бедна питательными веществами. Мухоловкам Venus необходим открытый подлесок (часть леса под пологом), чтобы жить. Часть того, что поддерживает подлесок, — это естественные пожары, которые охватывают и сжигают части деревьев и кустарников. Эти пожары могут стать опасными для людей, поэтому часто мы останавливаем их, прежде чем они смогут принести пользу лесу. Это приводит к менее подходящей среде обитания для любящей солнце венерианской мухоловки.

Диета

Венерина мухоловка получает часть питательных веществ из почвы, но в дополнение к своему рациону растение питается насекомыми и паукообразными.Муравьи, жуки, кузнечики, летающие насекомые и пауки — все жертвы мухоловки. Венеринской мухоловке может потребоваться от трех до пяти дней, чтобы переварить организм, и месяцы между приемами пищи.

История жизни

Венериновые мухоловки — многолетние растения, а это значит, что они цветут из года в год. Цветки белые с зелеными прожилками, идущими от основания лепестка к краям. Из опыленных цветов в конечном итоге появляются семена.

Каждая ловушка на растении может открываться и закрываться только несколько раз, прежде чем она умрет и упадет. Затем из подземных стеблей завод изготавливает новую ловушку. Продолжительность жизни венерианской мухоловки доподлинно неизвестна, но, по оценкам, она может прожить до 20 лет, а возможно, и дольше.

Интересный факт

Как и все растения, венерианская мухоловка получает энергию от солнца в процессе, называемом фотосинтезом.Он переваривает насекомых и паукообразных, чтобы получить питательные вещества, недоступные в окружающей среде.

Источники

National Geographic Education

NatureServe Explorer

Смитсоновский журнал

Венерина мухоловка Dionaea muscipula подсчитывает индуцированные добычей возможности действия для стимулирования поглощения натрия

Введение

В ходе эволюции у растений развились чувства, позволяющие распознавать механические силы.Такие силы могут быть наложены на растения от факторов окружающей среды, таких как ветер и преграды в почве, до передвижения животных и травоядности. Прикосновение вызывает немедленное повышение биосинтеза жасмоновой кислоты (JA) [1, 2, 3].

Модельный вид растения Arabidopsis ощущает прикосновение без каких-либо специальных типов клеток или органов. У вьющихся растений, однако, есть специализированные почки, которые позволяют преобразовывать и без того слабые механические силы в искривление лазающего органа по направлению к заданной опоре.Подобная реакция усиков может быть вызвана при введении жасмоната в отсутствие прикосновения [4]. Подобно вьющимся растениям, некоторые плотоядные растения также обладают сложными механо-сенсорными структурами и механизмами передачи сигналов прикосновения [5, 6, 7].

Когда Чарльз Дарвин наблюдал венеринскую мухоловку, Dionaea muscipula , он был очарован способностью этого растения ощущать и ловить животных, чтобы обойти ограничения его бедной питательными веществами среды обитания [8]. Кончики листьев Dionaea превратились в двулопастные захватывающие органы с защелками, снабженные рядом механо-чувствительных волосков и плотно упакованными железами.Насекомые привлекаются к захватывающим органам фруктовой летучей смесью, испускаемой голодными мухоловками [9]. Посетители, ищущие еду, в конечном итоге касаются триггерных волосков, что приводит к электрическому возбуждению ловушки; механический стимул преобразуется в потенциал действия по принципу «все или ничего» (ПД). Как только два AP активируются в пределах 15–20 секунд друг от друга, лепестки ловушки закрываются за доли секунды [5]. Постоянная механическая стимуляция триггерных волосков насекомым, когда оно пытается убежать, инициирует герметичное запечатывание захватывающего органа в зеленый желудок.Секреция кислоты и пищеварительных ферментов в желудок разрушает все насекомое. Создав этот выдающийся аппарат, плотоядные растения могут заглатывать компоненты жертвы. Помимо углерода, азота, фосфата и серы в добыче содержатся также значительные количества калия и натрия [10, 11, 12]. В этом исследовании мы рассматриваем, использует ли венерианская мухоловка количество AP, запускаемых добычей, для идентификации посетителей как источников пищи, их захвата и обработки, а также для усвоения питательных катионов жертвы.Мы обнаружили, что путем подсчета и интеграции механоэлектрических сигналов, вызванных пойманной добычей, Dionaea muscipula запускает биосинтез гормона прикосновения жасмоната, секрецию литических ферментов и опосредованное каналом поглощение натриевой нагрузки, связанной с питательными веществами жертвы.

Результаты

Захват насекомых электрически возбуждает венерическую мухоловку

Чтобы исследовать сигнальный каскад венерианской мухоловки, участвующий в отлове и переваривании добычи, мы отслеживали электрическую активность ловушки для ловли добычи с помощью измерений на поверхности электрода.Для экспериментов использовали сверчков ( Acheta domesticus ) длиной 6–12 мм и средней массой 23,8 мг. Хорошо известно, что достаточно всего двух стимулов, чтобы спровоцировать быстрое закрытие ловушки и захват насекомого [5]. Попав в ловушку, все еще движущаяся жертва продолжает активировать эти механодатчики, продлевая электрическую стимуляцию на много часов (А). В этих экспериментах мы зарегистрировали 63 ± 13 AP в течение первого часа после поимки жертвы (n = 5, среднее ± стандартная ошибка).

AP, вызванные жертвой, регулируют экспрессию генов

(A) Записи поверхностного потенциала с поверхности лепестка венериной мухоловки во время отлова сверчка.В течение первого часа была выявлена ​​51 точка доступа, а в течение 6 часов после измерения было зарегистрировано более 100 точек доступа. На вставке (красная рамка, увеличенная на нижней панели) показаны первые семь AP, которые приводят к захвату добычи и инициации пищеварения. На рисунке показано растение Dionaea с прикрепленным поверхностным электродом к лепестку ловушки. Представленный график представляет пять индивидуальных экспериментов.

(B) Количественная оценка уровней транскриптов DmJAZ1 (левая ось, черные столбцы) и DmCOI1 (правая ось, красные столбцы) в ответ на количество вызванных AP (как указано).Ловушки предварительно обрабатывали за 4 часа до нанесения AP H 2 O (заштриховано белым) или 100 мкМ COR-MO (заштриховано серым). Номера транскриптов даны относительно 10 000 молекул DmACT1. Звездочки указывают на статистически значимое различие с нулевыми примененными AP ( p <0,05; ∗∗ p <0,01 с помощью однофакторного дисперсионного анализа) (n ≥ 6, среднее значение ± SE).

См. Также рисунок S1.

Механоэлектрические сигналы транслируются в биосинтез JA и продукцию гидролазы

В предыдущем исследовании мы показали, что, когда второй AP быстро следует за первым, это вызывает быстрое закрытие ловушки, но не происходит повышения уровня кальция в цитоплазме. в клетках железы.Однако последующее поступление AP в железу вызывает всплеск кальция [5]. Имеются данные, полученные от не плотоядных растений, что увеличение цитозольного кальция запускает биосинтез JA [13, 14, 15, 16], а для Венериной мухоловки исследования уже показали, что стимуляция насекомыми связана с двукратным увеличением количества жасмонатов в организме. всего 30 минут поимки добычи [5, 6, 17]. Чтобы исследовать эту связь более полно, мы попытались смоделировать движения жертвы в захватывающем органе и записать результирующий электрический отклик.Как показано на рисунке A, мы прикрепили поверхностный электрод к лепесткам ловушки и механически стимулировали триггерные волоски до 60 раз в час. Чтобы имитировать действия насекомого, мы смоделировали ситуацию с пойманным насекомым путем ручного применения AP. Обратите внимание, что после первого применения AP ловушка все еще была открыта; чтобы закрыть ловушку, необходимо было последовательно применить первый и второй стимулы, и оба они должны были вызвать AP. В закрытом состоянии «захвата добычи», как и в случае с насекомым в A, мы применяли дополнительные стимулы, по одному в минуту, которые можно было зарегистрировать как выпущенный сигнал между AP с номерами от 3 до 60 (см.для 2 и 5 стимулов в B).

Через четыре часа после первого применения AP мы собрали образцы ловушек и контролировали экспрессию генов JA наряду с экспрессией гидролаз желудка и переносчиков растворенных веществ. Чтобы количественно оценить дозозависимость, мы использовали qPCR, чтобы отследить связь между количеством AP и экспрессией выбранных генов.

Для анализа передачи сигналов JA в активных ловушках мы сосредоточили внимание на первых элементах пути JA рецептора COI1 (CORONATINE INSENSITIVE 1) и его корецептора JAZ1 (JASMONATE ZIM DOMAIN 1) [1, 18, 19].JA-Ile связывается с рецептором COI1, который способствует образованию комплексов COI1-JAZ. Это приводит к убиквитинированию и последующей деградации корецептора JAZ1 [20, 21, 22]. Сначала мы измерили уровень покоя DmJAZ1 (GenBank: {«type»: «entrez-nucleotide», «attrs»: {«text»: «KT223139», «term_id»: «953131585», «term_text»: «KT223139» }} KT223139) в необработанных (без механической стимуляции) ловушках и обнаружили 341 ± 131 транскриптов / 10 000 DmACT, после чего мы стимулировали растения. Эта стимуляция приводила к увеличению экспрессии генов пропорционально количеству AP, связанных с триггером.Первые два примененных AP, которые закрывают ловушку, увеличивают уровни транскрипта DmJAZ1 в 5,5 раз по сравнению с нестимулированными ловушками. При выявлении более пяти AP транскрипты, связанные с геном JA, имели тенденцию к максимальному уровню (B, черные столбцы). В отличие от JAZ1, мы нашли DmCOI1 (GenBank: {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «KT223140», «term_id»: «953131587», «term_text»: «KT223140» }} KT223140) уже экспрессируется в ловушках в состоянии покоя, но после двух стимуляций AP его транскрипция значительно подавляется (B, красные столбцы).Как и у нехищных растений Arabidopsis [18, 23, 24, 25, 26], индукция JAZ1 указывает на то, что JA-сигнальный путь индуцируется механически.

Кроме того, в системе Arabidopsis было показано, что механическое ранение, связанное с кормлением травоядных, вызывает экспрессию защитных генов, включая набор гидролаз [18, 27, 28, 29]. Мухоловка Venus показывает поведение, сравнимое с реакцией ранения Arabidopsis , когда пойманная добыча признана прибыльным источником питательных веществ.Предыдущее исследование показало, что механическая стимуляция венерианской мухоловки насекомым или экспериментатором заставляет клетки железы выделять коктейль литических ферментов [30]. Соответственно, мы выбрали три гидролазы для дальнейшего профилирования транскриптов: SAG12 (GenBank: {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «KT223141», «term_id»: «953131589», » term_text «:» KT223141 «}} KT223141) и SCPL49 (GenBank: {» type «:» entrez-nucleotide «,» attrs «: {» text «:» KT223142 «,» term_id «:» 953131591 «,» term_text » : «KT223142»}} KT223142) протеаза, а также хитиназа-I VF [31].Эти белки очень распространены в зеленом желудке, образованном закрытыми долями ловушки [30]. Наши настоящие результаты показывают, что транскрипция гидролаз Dionaea также зависит от количества механоэлектрических сигналов, но с пятью AP, необходимыми для значительной экспрессии гена, тестируемые гидролазы, по-видимому, следуют экспрессии передачи сигналов JA (рисунок S1A). Похоже, что Dionaea может контролировать количество литических ферментов, продуцируемых и секретируемых клетками железы, посредством количества электрических сигналов, активирующих путь JA.Чтобы проверить это предположение, мы обработали мухоловку JA-Ile, физиологически активной формой JA, и его молекулярным имитатором COR (коронатином) в отсутствие какой-либо механоэлектрической стимуляции. Метаболическое превращение JA-Ile в гидроксилированный 12-гидрокси-JA-Ile, по-видимому, инактивирует передачу сигналов JA [32, 33, 34]. Поэтому в качестве контроля мы использовали H 2 O, 12-гидрокси-JA-Ile и этинил-ln-Ile, два производных изолейцина, которые также неактивны в нектарных железах цветков и вне цветков [35, 36]. как в развитии цветов и семян [37].При распылении на открытые ловушки JA-Ile и COR, но не H 2 O, 12-гидрокси-JA-Ile или этинил-ln-Ile, вызывали медленное закрытие ловушки, секрецию (см. [5]) и транскрипция гидролаз (рисунок S1B). Эти эффекты соответствовали электростимуляции зеленого желудка на основе триггера (рис. S1A).

Мы показали, что в мухоловке, как и в других растительных системах, COR является единственным соединением с агонистической активностью JA-Ile. Недавно было показано, что производное COR коронатин-O-метилоксим (COR-MO) восстанавливает эффекты лечения JA-Ile и COR [38].Чтобы вскрыть путь JA в системе Dionaea , мы синтезировали COR-MO и предварительно обработали мухоловки с ингибитором JA перед стимуляцией триггером волос. B (заштриховано серым) показывает, что COR-MO предотвращает реакцию DmCOI1 / DmJAZ1 и гидролаз желудка (рисунок S1A) на механоэлектрическую стимуляцию. Даже после применения до 60 АР при применении ингибитора JA не было обнаружено значительной регуляции гена (серые столбцы). Это указывает на то, что прикосновение к волосам-триггерам преобразуется в электрический сигнал, который при получении на уровне клеток железы вызывает разложение жертвы через путь JA.Но каковы пути поглощения растворенных веществ, полученных от добычи?

Стимулированные мухоловки поглощают полученный из добычи натрий

Люди получают ионы натрия, необходимые для электрической возбудимости (т. Е. AP), в значительной степени из мясной диеты [39, 40]. В контексте плотоядных растений мы предположили, использует ли Dionaea доступный для добычи Na + . Если это так, вопрос в том, влияет ли это на AP? Чтобы отслеживать, как мухоловка обрабатывает богатую натрием пищу, мы отслеживали движение положительно заряженного иона натрия и индуцированные Na + мембранные реакции клеток железы в -дюймовом зеленом желудке Дионеи .«Для экспериментов по поглощению натрия мы использовали стандартизированный порошок животного происхождения с определенным содержанием ионов (Таблица S1) [41]. Эту кормовую пасту с концентрацией Na + ~ 5 мМ наносили на внутреннюю поверхность ловушки, после чего стимулировали чувствительные волоски, чтобы закрыть ловушку и начать пищеварение. Путем отбора проб зеленого желудка мы определили зависящие от времени изменения содержания натрия в ловушке с помощью оптической эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES). Мы обнаружили, что уровень натрия начал повышаться спустя более 6 часов после начала кормления.Он достиг повышенного устойчивого состояния через 12–24 часа, продолжительностью не менее 2–3 дней (A). Это установившееся содержание Na + в подаваемой ловушке было примерно вдвое больше, чем в контрольных ловушках (при t = 0 часов) и в ловушках, подаваемых только в течение 6 часов. В отличие от накопления натрия в ловушке, кормление не привело к значительному увеличению содержания натрия в черешке (A, красные столбцы). Это указывает на то, что Dionaea поглощает и удерживает натрий в захватывающем органе. Чтобы подтвердить этот вывод и изучить потребление натрия с более высоким разрешением, мы сосредоточили внимание на ~ 37 000 желез, покрывающих внутреннюю поверхность ловушки.Каждая железа участвует в секреции пищеварительной жидкости и потреблении питательных веществ [42]. Учитывая, что COR запускает процессы, аналогичные тем, которые активируются естественной добычей, мы использовали не содержащий натрия химически четко определенный имитатор JA для изучения транспорта натрия в железы. Мы стимулировали клетки железы с помощью COR в присутствии 1,15 мкмоль натрия, приблизительная нагрузка, которую несет муха [11, 43]. В результате содержание натрия в клетках железы Dionaea увеличилось в 7 раз после 3 дней переваривания (B).

Повышено поглощение натрия стимулированными венерическими мухоловками

(A) Зависящее от времени поглощение натрия анализировали в экспериментах по кормлению. После 12 часов переваривания концентрации Na + в ловушках с подпиткой удвоились по сравнению с ловушками без подпитки (серые столбцы) (время = 0). Содержание натрия в черешках Dionaea не увеличивалось при кормлении ловушек в течение 3 дней (красные столбцы) (n ≥ 5, среднее ± стандартное отклонение).

(B) Железы, обработанные коронатином и 1,15 мкмоль натрия (23 мМ в 50 мкл) в комбинации, демонстрируют более высокое содержание натрия по сравнению с однократной обработкой (относительно углерода) (n = 150, 50 желез на обработку, ± стандартное отклонение) .

(C) Измерения ударов желез Dionaea в неповрежденных ловушках выявили более выраженную натрий-зависимую деполяризацию мембран в переваривающих (красных) ловушках по сравнению с непереваривающими (черные) ловушками.

(D) Количественная оценка изменений мембранного потенциала ( Δ В) в переваривающих (красные) и непереваривающих (черные) железах в ответ на меняющиеся концентрации Na + . Точки данных были получены путем записи на кол, как показано на (C) (n ≥ 5, среднее ± стандартное отклонение).Значения EC 50 были рассчитаны путем подбора точек данных с помощью уравнения Михаэлиса-Ментен. Переваривающие железы характеризовались половинной максимальной деполяризацией (ЕС 50 ) при концентрации натрия 6,86 ± 1,05 мМ, в то время как непереваривающие клетки демонстрировали значение ЕС 50 , равное 20,70 ± 5,09 мМ.

См. Также таблицу S1.

Ионы натрия деполяризуют активированные клетки железы

Чтобы проследить реакцию Na + мембраны клетки железы, мы использовали внутриклеточные электроды для регистрации напряжения.Отдельные лепестки ловушки помещали в перфузионную камеру, и регистрировали электрический отклик на нагрузки Na + (см. [44, 45]). В первоначальной серии экспериментов железы ловушек, которые ранее не стимулировались добычей, были заражены буфером, содержащим до 120 мМ Na + (приблизительно концентрация натрия в нашей крови). Во время ступенчатого увеличения внеклеточного Na + железы деполяризовались от -116 ± 19 мВ до -99 ± 6 мВ и, наконец, до -82 ± 9 мВ (C).В дополнительной серии экспериментов натрий наносили на ловушки, ранее стимулированные живыми насекомыми (см. [30]). По сравнению с не сработавшими железами, ранее стимулированные железы демонстрировали более выраженную деполяризацию, зависимую от Na + . Такие «активированные» клетки железы деполяризовались в ответ на 120 мМ Na + от -122 ± 14 мВ до -41 ± 29 мВ.

Чтобы выяснить сродство переносчика Na + более точно, мы применили протокол Na + из девяти шагов с концентрациями Na + в диапазоне от 0.От 3 до 120 мМ как в стимулированных добычей, так и в нестимулированных железистых клетках. Построение стационарной деполяризации как функции концентрации субстрата привело к кривой насыщения Na + , которую можно лучше всего подогнать с помощью функции Михаэлиса-Ментен. В нестимулированных ловушках Δ V max при 120 мМ Na + 37 мВ и кажущейся половине максимальной эффективной концентрации (ЕС 50 ) около 21 мМ, тогда как в клетках железы из « желудок », переваривающие ловушки, максимальная деполяризация мембраны при 120 мМ Na + составляла около 80 мВ, а значение EC 50 упало до 7 мМ (D).Аналогичное поведение наблюдалось с ловушками, обработанными COR. Эти результаты показывают, что плазматическая мембрана клеток железы управляет натриевой проводимостью, которая индуцируется при стимуляции мухоловки насекомыми или COR.

Контакт мухоловки с добычей индуцирует экспрессию клетками железы селективного натрий-селективного канала

Чтобы проверить, экспрессируют ли Dionaea в целом и железы в частности натриевые каналы, мы провели поиск в коллекции Dionaea muscipula , экспрессирующей метку последовательности (EST) [46 ].Хотя мы не нашли никаких последовательностей натриевых каналов животного типа [47, 48], мы смогли идентифицировать ортолог семейства Trk / Ktr / HKT (Рисунок S2). Мы назвали эту изоформу мухоловки DmHKT1 (GenBank: {«type»: «entrez-nucleotide», «attrs»: {«text»: «KT223138», «term_id»: «953131583», «term_text»: «KT223138»}} KT223138) (после первого исследования растений, названного HKT1, и соглашения в области растений) [49].

Электрическое возбуждение вызывает биосинтез переносчика питательных веществ

Основываясь на выводах о том, что захват и переваривание насекомых связано с продолжающейся механической стимуляцией, мы проанализировали экспрессию DmHKT1 как функцию количества экспериментально индуцированных AP.В необработанных ловушках Венеры (0 AP) наблюдалась незначительная экспрессия (147 молекул / 10 000 актина) DmHKT1 (A). Применение до трех AP также не привело к существенному увеличению экспрессии. Когда мы смоделировали ситуацию с пойманным насекомым (см. A), вызвав от 5 до 60 AP, уловленная экспрессия DmHKT1 увеличилась до 60 раз (A). Таким образом, механическая стимуляция запускает экспрессию DmHKT1 и захват Na + . То, что COR-MO предотвращает механо-электрическую стимуляцию экспрессии DmHKT1, предполагает, что этот процесс контролируется сигнальным путем JA (A, красные столбцы).Это предположение дополнительно подтверждается нашим открытием COR-индуцированной секреции и отдельной индуцированной экспрессии DmHKT1 в ловушке, и особенно в секретирующих железах (B-3D). Максимальная индукция экспрессии DmHKT1 в железах и ловушках наблюдалась уже через 4 часа после появления стимула (C). Чтобы сравнить изменение экспрессии DmHKT1 и амплитуду деполяризации, вызванной Na + , мы наблюдали за свойствами мембран клеток железы и улавливали мРНК натриевых каналов бок о бок. Мы обнаружили такое же зависящее от времени увеличение обеих характеристик после лечения COR.Экспрессия DmHKT1, а также натрий-зависимая деполяризация увеличивались между 3,5 и 6 часами после обработки COR (D). Это открытие подтверждает мнение, что полученный из добычи Na + попадает в железы Dionaea посредством DmHKT1. Ловушки, которые оставались нестимулированными, не начинали ни секреции, ни индукции экспрессии DmHKT1. Таким образом, DmHKT1 особенно экспрессируется в переваривающих железах, которые, как известно, отвечают за поглощение питательных веществ.

Характер экспрессии DmHKT1

(A) Уровень экспрессии транспортера захвата катионов DmHKT1, нанесенный на график как функция количества механических стимуляций (как указано).Ловушки предварительно обрабатывали за 4 часа до инициации AP H 2 O (черные столбцы) или ингибитором пути JA COR-MO (красный). Номера транскриптов даны относительно 10 000 молекул DmACT1. Звездочки указывают на статистически значимое различие с нулевыми примененными AP ( p <0,05; ∗∗ p <0,01 с помощью однофакторного дисперсионного анализа) (n ≥ 8, среднее значение ± SE).

(B) Количественная оценка уровней транскрипта DmHKT1 в различных тканях венериной мухоловки с помощью qRT-PCR. Звездочки указывают на статистически значимое различие с H 2 O-обработанными растениями ( * p <0.05; ∗∗ p <0,01 с помощью однофакторного дисперсионного анализа) (n = 3, среднее ± стандартная ошибка).

(C) 4 часа нанесения 100 мкМ коронатина стимулировали экспрессию DmHKT1 в ловушках и в изолированных железах. Звездочки указывают на статистически значимое различие с H 2 O-обработанными растениями ( p <0,05; ∗∗ p <0,01 с помощью однофакторного дисперсионного анализа) (n = 4, среднее значение ± SE).

(D) Сравнение натрий-зависимой деполяризации мембраны (черные столбцы) и относительного уровня экспрессии DmHKT1 (красные столбцы) в венеринской мухоловке в ответ на стимуляцию COR.Звездочки указывают на статистически значимое различие с нулевыми примененными AP ( p <0,05; ∗∗ p <0,01 с помощью однофакторного дисперсионного анализа) (n = 4, среднее значение ± SE). Транскрипты DmHKT1 были нормализованы до 10 000 молекул DmACT1.

См. Также рисунок S2.

Помимо DmHKT1, мы недавно показали, что экспрессия транспортера Dionaea NH 4 + и K + также индуцируется COR, имитирующим жасмонат [44, 45]. Это говорит о том, что экспрессия генов транспортеров, имеющих отношение к питательным веществам, регулируется механически индуцированным сигнальным путем JA.Чтобы проверить эту гипотезу, мы обработали образцы ловушек 0 или 60 механо-электрическими стимулами и проанализировали транскрипты DmAMT1 и DmHAK5 (черные столбцы, рисунок S1D). В соответствии с нашим предположением, концентрация мРНК транспортера NH 4 + и K + увеличивается при механической стимуляции и ингибируется COR-MO (красные столбцы).

Катионный канал, экспрессируемый мухоловкой — Na

+ Selective

Результаты нашего анализа дифференциальной экспрессии идентифицировали гомолог Dionaea Trk / Ktr / HKT.Транспортеры типа Trk / Ktr / HKT были связаны с захватом калия, натрия и кальция [50]. Чтобы проверить селективность экспрессируемого железой DmHKT1, мы вводили его кРНК в ооцитов Xenopus . Ооциты, экспрессирующие DmHKT1, анализировали с использованием тех же протоколов, что и для желез Dionaea (C и 2D). Первоначально ооциты лягушки зажимали при -140 мВ (приблизительный потенциал покоя желез Dionaea ) и подвергали воздействию 5 мМ натриевого буфера. В ответ на ионы натрия входящие токи до -4 мкА вызывались в «ооцитах DmHKT1», но не в контроле (A).В условиях токового зажима движение внутрь положительно заряженных ионов натрия деполяризовало плазматическую мембрану ооцита в 100 мМ NaCl примерно на 100 мВ (рис. S3A).

Электрофизиологическая характеристика DmHKT1, экспрессируемого в ооцитах Xenopus , и измерения потока натрия в Dionaea железах

(A) Репрезентативные натрий-индуцированные входящие токи при мембранном потенциале -140 мВ могут быть зарегистрированы в ооцитах, экспрессирующих DmHKT1. линия), тогда как клетки с инъекцией воды (контроль) не показали натрийзависимые текущие ответы (черная линия).

(B) Установившиеся токи (I SS ), зарегистрированные для экспрессирующих DmHKT1 ооцитов при -140 мВ, были построены как функция концентрации натрия, а кривая насыщения была аппроксимирована уравнением Михаэлиса-Ментен. Это дало значение K m 10 мМ ± 1,04 для ионов натрия (n = 3, среднее ± стандартное отклонение).

(C) Эксперименты MIFE с обработанными COR ловушками Dionaea были выполнены для одновременной регистрации чистых притоков Na + и K + в ответ на меняющиеся внешние концентрации Na + , как показано на рисунке.Увеличение внешних концентраций натрия увеличивало приток Na + до пиковых значений ∼1,800 нмоль м -2 с -1 . Напротив, потоки K + не были затронуты изменениями внешней концентрации Na + , оставаясь близкой к 0. Показано типичное измерение MIFE из 12 независимых измерений.

(D) Типичное измерение мембранного потенциала ооцита, экспрессирующего DmHKT1, выявило деполяризацию мембранного потенциала, специфичную для Na + .Протокол перфузии приведен на рисунке, и осмолярность поддерживалась на уровне 240 мОсм / кг с помощью NMDG-Cl.

См. Также рисунок S3.

Чтобы выяснить сродство DmHKT1 к процессу проникновения натрия, мы пошагово увеличивали внешнюю концентрацию Na + с 1 до 100 мМ в ооцитах, экспрессирующих Dionaea Na + -селективный канал, и отслеживали изменения в мембране. потенциал (рисунок S3A). Путем одновременной подгонки результирующих откликов Na + и напряжения, зависящих от тока, с помощью уравнения Михаэлиса-Ментен, было вычислено значение 10 мМ K m (B и S3B) при мембранном потенциале -140 мВ (C).Это сродство, полученное с ооцитами, экспрессирующими DmHKT1, хорошо согласуется со сродством к натрию, характеризующим стимулированную мухоловку (D).

Для количественной оценки кинетики транспорта натрия через клетки железы в planta (C) мы использовали метод измерения потока ионов микроэлектрода (MIFE) [51, 52]. Мы пошагово увеличивали внеклеточную концентрацию Na + от 0 до 50 мМ и отслеживали общие изменения потока. При применении к нестимулированным и несекретирующим ловушкам не наблюдалось зависящего от концентрации потока Na + .Только когда ловушки были предварительно обработаны суррогатом жертвы COR, наблюдалось повышение внешнего уровня Na + с последующим зависящим от концентрации притоком иона натрия (Рисунки S3C и C).

Поскольку пойманные насекомые от природы богаты натрием и калием, мы стремились смоделировать состояние зеленого желудка Дионеи , когда животные разлагаются на компоненты, подвергая ооциты DmHKT1 воздействию обоих этих щелочных катионов. В отличие от Na + , нанесение K + в том же диапазоне концентраций не вызывало входящих токов типа DmHKT1 (рисунок S3D).Примечательно, что опосредованные DmHKT1 электрические ответы в присутствии натрия не могли быть обнаружены даже при концентрации K + , в десять раз превышающей концентрацию Na + (D). В ответ на изменение внеклеточной концентрации Na + от 1 до 10 и от 10 до 100 мМ, реверсивный потенциал натриевого тока сместился на 54,7 мВ (± 0,94 мВ) и 55,3 мВ (± 0,94 мВ), соответственно, в система экспрессии гетерологичных ооцитов Xenopus (рисунок S3E). Это почти нернстовское поведение обратного потенциала обеспечивает биофизические доказательства работы DmHKT1 в качестве ионного канала, подобно его бактериальному гомологу TrkH [53, 54].Это предположение было дополнительно подтверждено определением энергии активации (Рисунок S3F). Значение Q 10 представляет собой безразмерную величину, которая отличает события переноса ионного канала нернстовского типа от событий, опосредованных носителями, на основе их энергии активации. Изменения температурного профиля лишь слабо повлияли на DmHKT1-зависимые токи Na + (рисунок S3F), а значение Q 10 1,27 ± 0,01, полученное из графика Аррениуса, четко классифицирует активность транспорта натрия клетками железы как канальную. [44, 45].

В соответствии с Na + селективностью DmHKT1, воздействие натрия на возбудимые клетки железы не изменило ни амплитуду, ни форму AP, за исключением Na + в качестве носителя заряда Dionaea AP [53]. Другими словами, потребление пищи, богатой натрием, по-видимому, не влияет на основанное на AP управление информацией мухоловки.

Обсуждение

Как поддерживается соответствующий баланс затрат и выгод во время отлова насекомых?

Плотоядные растения, зависящие от животной пищи, должны компенсировать или даже превышать стоимость своего плотоядного жизненного цикла.Такие расходы включают создание ловушек, обслуживание и переработку добычи, и они должны быть уравновешены энергией, полученной от пойманного животного. Чтобы предотвратить любой дисбаланс (то есть чистую потерю энергии), Dionaea контролирует процессы в своем захватывающем органе с помощью специфических для ловушек механоэлектрических сигналов и сигналов гормонов прикосновения. В этой системе случайная однократная стимуляция волосков распознается как подпороговый сигнал и запоминается; он не дает достаточной информации, чтобы оправдать закрытие ловушки.Напротив, два механоэлектрических сигнала, полученные с интервалом примерно 30 с друг от друга, считаются достаточными для закрытия ловушки. Быстрая биомеханика закрытия теперь хорошо изучена, но не клеточные механизмы, которые вызывают дестабилизацию метастабильной открытой ловушки [55, 56, 57]. В этой работе мы сосредоточились не на молекулярных событиях, участвующих в быстром закрытии ловушек, а на последующих эндокринных процессах в железах. Активация желез для выработки и секреции богатых азотом пищеварительных ферментов по своей природе требует больших затрат; таким образом, этот процесс, по-видимому, находится под строгим контролем.У плотоядного растения Nepenthes протеолитическая активность, необходимая для переваривания добычи, по-видимому, индуцируется и регулируется жасмонатом [58]. Когда вторая AP была получена сразу после первой, мухоловка закрылась. В то же время электрический стимул закрытия индуцировал дифференциальную экспрессию рецептора JA COI1 и корецептора JAZ1. Индукция JAZ1 и репрессия DmCOI1 могут быть частью отрицательной регуляторной петли обратной связи. Было показано, что клетки железы, которые получают серию по крайней мере из трех AP, повышают свой цитоплазматический уровень кальция [5].Было обнаружено, что повышение уровня кальция связано с индуцированным ранением биосинтезом JA у не плотоядных растений, таких как Arabidopsis [13, 14, 15, 16, 59]. Накопление жасмонатов описано как индуцированное насекомыми у плотоядных растений росянки [7]. Таким образом, механо-электрическая стимуляция зеленого желудка посредством передачи сигналов JA запускает транскрипцию ферментов, разрушающих добычу. Интересно, что экспрессия таких гидролаз связана с экспрессией транспортеров, необходимых для поглощения питательных веществ; движение жертвы, которое мы моделировали с помощью последовательных AP «5 плюс X», запускает синтез de novo натриевого канала DmHKT1 (A).

Механическая передача сигналов в мухоловке

В листьях растений, не являющихся плотоядными, таких как Arabidopsis , локально применяемый сенсорный стимул вызывает повышение как цитоплазматического кальция, так и передачи сигналов JA в стимулируемой области, а также системно в определенных, напрямую связанных листья [18, 19]. Однако точку, где заканчивается прикосновение и начинается ранение, трудно определить, но когда стимул приводит к ранению, активируются гены защиты как в «локальном» листе, получающем стимул, так и в необработанных «системных» листьях [60].Передача сигналов травоядными животными на большие расстояния связана, например, с бегущей электрической волной, вызванной стимулом [61]. Хотя знания относительно передачи сигналов прикосновения в модельном растении Arabidopsis все еще довольно фрагментарны, наши настоящие данные, полученные из Dionaea , позволяют нам предложить первую рабочую модель передачи сигналов прикосновения в мухоловке.

Мы продемонстрировали, что механическая энергия принимается многоклеточным триггером и преобразуется в электрический сигнал, AP.AP, исходящие из триггерного волоса на одной доле, проходят через всю ловушку, чтобы достичь двух основных целей: (1) двигательная ткань, которая инициирует быстрое закрытие ловушки и формирование зеленого желудка, и (2) железы, эндокринные клетки. система, отвечающая за длительную переработку питательной и богатой натрием животной муки. Предварительная обработка ловушек COR-MO подавляла индуцированное AP образование желудка и наполнение желудка литическим фрагментом. Такие ловушки COR-MO, даже получив до 60 механоэлектрических стимулов, открываются повторно, подобно повторному открытию необработанных ловушек после двух AP, необходимых для первоначального закрытия.Когда мы вводили увеличивающееся количество стимулов, мы обнаружили, что экспрессия COI1 / JAZ1 была изменена только после двух AP, в то время как для достижения значительной дифференциальной экспрессии гидролаз и транспортеров питательных веществ и натрия требовалось около пяти AP. Основываясь на этом поведении, мы помещаем индукцию генов, действующих в эндокринной системе, ниже биосинтеза и передачи сигналов JA.

Dionaea Канал Na + ловушки способен обрабатывать полученные от добычи натриевые нагрузки

Мы смогли показать, что стимулированные мухоловки приобретают и накапливают полученный от добычи натрий (, C и S3C) через Dionaea натриевый канал (DmHKT1), который работает в клетках железы ().Экспрессия канала индуцируется в процессе захвата и переваривания добычи, обеспечивая клеткам железы необходимую способность принимать животный Na + , высвобождаемый при разложении насекомого (А). Механическая стимуляция жертвой индуцирует экспрессию HKT1 (A). Во время фазы резорбции натрий поглощается железами и направляется в ловушки, в то время как содержание натрия в черешках не изменяется (). Таким образом, натрий, скорее всего, накапливается в крупных центральных вакуолях клеток паренхимы.

Выводы

В совокупности эти результаты позволяют предположить, что движущийся объект идентифицируется как борющееся животное, обогащенное Na + , которое пытается выбраться из ловушки. В результате экспрессия и продукция пищеварительных ферментов, индуцированная сенсорным числом, сопровождается увеличением количества транспортеров DmHKT1. Поглощение и хранение натрия в паренхиме ловушки плотоядных Dionaea напоминает солевой контроль галофитов суккулентного типа [62, 63]. У галофитов Na + может играть полезную роль в метаболических и осмотических функциях и может использоваться как «дешевый осмотик».Кроме того, оптимальный рост и урожайность наблюдаются в присутствии 100–200 мМ NaCl в почвенном растворе [64, 65], и некоторые из этих растений могут накапливать значительные количества (более 1 М на основе сырой массы [FW] ) количества Na + в тканях их побегов. Таким образом, если предположить, что растения обладают эффективным механизмом вакуолярной секвестрации Na + , высокое содержание Na + в тканях растений не обязательно связано с токсичностью или какими-либо пагубными эффектами. В случае растений Dionaea , которые обитают в почвах, обедненных K + , Na + может быть замещающим катионом, который обеспечивает эффективное осмотическое регулирование.Таким образом, Dionaea , по-видимому, использует поступление Na + для поддержания своего клеточного осмотического потенциала и тургора.

Экспериментальные процедуры

Измерения поверхностного потенциала

Для количественной оценки AP в мухоловке Венеры мы использовали неинвазивные электроды поверхностного потенциала. Один серебряный электрод прикрепляли лентой к внешней поверхности ловушки, при этом электрическое соединение улучшалось путем нанесения капли Kontakt-Gel (Laboklinika). Электрод сравнения помещали во влажную почву.Электрические сигналы усиливались в 100 раз и записывались с помощью программного обеспечения PatchMaster (HEKA).

Эксперименты с кормлением

Емкость ловушек по поглощению натрия определялась путем кормления ловушек порошком от насекомых, содержащим определенные количества соответствующего катиона. В пять ловушек на растение добавляли 20 мг порошка насекомых, растворенного в 100 мкл воды. Порошок насекомых был получен из взрослых бабочек Vanessa cardui (Lep .: Nymphalidae) и имел приблизительное содержание Na + 5 мМ.В указанные моменты времени после кормления ловушки собирали, оставшийся материал насекомых удаляли и ткань растения тщательно сушили. Затем измельченный растительный порошок гидролизовали HNO 3 в устройстве для озоления под давлением (Seif). Ловушки, разбавленные H 2 O, анализировали с помощью ICP-OES (JY 70 Plus, Devision d’Instruments SA, Jobin Yvon), а черешки подаваемых ловушек анализировали с помощью спектрометра поглощения атомов пламени (F-AAS) (AAnalyst 400, Перкин-Эльмер).

Laser-Ablation ICP-MS

Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (LA-ICP-MS) описана в другом месте [66].Вкратце, ловушки Dionaea на интактных растениях обрабатывали 1,15 мкмоль натрия (в 50 мкл; 23 мМ), коронатином 100 мкМ или натрием и коронатином вместе в течение 3 дней. Абляцию желез производили твердотельным лазером NYAG (UP193 SS, New Wave Research). Сигналы 13 C и 23 Na были обнаружены с помощью квадрупольного ICP-MS (7500 CX, Agilent Technologies), при этом сигнал 13 C служил в качестве внутреннего стандарта.

Клонирование DmHKT1

Поиск доступных данных метки экспрессируемой последовательности (EST) из Dionaea muscipula [30, 46] выявил кодирующую последовательность, родственную HKT1-подобным переносчикам натрия.ПолиА-мРНК выделяли из 10 мкг общей РНК с помощью Dynabeads (Invitrogen) в соответствии с инструкциями производителя. кДНК была получена из мРНК цельного растения Dionaea muscipula . КДНК DmHKT1 амплифицировали с использованием ген-специфических олигонуклеотидных праймеров, которые включали кодирующую последовательность ДНК (CDS) DmHKT1 и смесь полимеразы кДНК Advantage (Clontech). Это выявило последовательность, идентичную ожидаемой из данных EST. Полноразмерный клон вставляли в pGEM-T Easy, используя pGEM-T Easy Vector System I (Promega).Для гетерологичной экспрессии в ооцитах Xenopus сгенерированную кДНК DmHKT1 клонировали в векторы экспрессии ооцитов (на основе векторов pGEM) с использованием усовершенствованной техники клонирования на основе удаления урацила, описанной Nour-Eldin et al. [67]. Для функционального анализа кРНК получали с использованием набора mMessage mMachine T7 Transcription Kit (Ambion). Для электрофизиологических экспериментов с ооцитами инъецировали 25 нг кРНК DmHKT1 и экспрессировали в течение 2–3 дней.

Синтез COR-MO

COR-MO синтезировали согласно Монте [38].Все используемые химические вещества были получены от Sigma-Aldrich. Вкратце, 1 мг коронатина растворяли в прим. Добавляли 350 мкл высушенного пиридина и 90 мг твердого гидрохлорида O-метилгидроксиламина (350 молярный избыток). Реакционную смесь инкубировали при 23 ° C в течение 18 часов. Непрореагировавший гидрохлорид O-метилгидроксиламина удаляли добавлением 400 мкл воды. Продукт COR-MO трижды экстрагировали из раствора пиридин-вода, используя этилацетат. Объединенную фракцию этилацетата промывали водой, а затем сушили над сульфатом натрия.После этого растворитель удаляли сушкой в ​​вакууме. Конформация продукта была получена с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) 1 H и 13 C и сопоставлена ​​с опубликованными спектральными данными [38].

Растительный материал и образцы тканей

Dionaea muscipula растений были приобретены у CRESCO Carnivora и выращены в пластиковых горшках при 22 ° C в фотопериоде 16: 8 ч свет: темнота. Материал для экспрессионных анализов собирали следующим образом: ловушки, черешки и края ловушек отделяли и немедленно замораживали в жидком азоте.Кроме того, секреторные клетки были изолированы от внутренней поверхности ловушки, осторожно стирая комплексы желез лезвием бритвы. Для индукции секреции и обработки сигнальным соединением 100 мкМ COR или раствор соединения (Sigma-Aldrich) непосредственно распыляли на соответствующие ткани, и образцы собирали через 24 часа или в заданные моменты времени. В тестах с ингибиторами 100 мкМ COR-MO распыляли за 4 часа до механического воздействия на мухоловки Венеры. Для механической индукции экспрессии триггерные волоски стимулировали 1-60 раз (1 / мин), и образцы собирали через 4 часа после первого стимула.Собранную ткань немедленно замораживали в жидком азоте.

Неинвазивные измерения потока ионов

Чистые потоки Na + и K + были измерены с использованием неинвазивного метода MIFE (Университет Тасмании, Австралия). Теория неинвазивных измерений MIFE и все конкретные детали изготовления и калибровки микроэлектродов доступны в наших предыдущих публикациях [51, 52, 69]. Вкратце, микроэлектроды с внешним диаметром наконечника ~ 2 мкм вытягивали, силанизировали и заполняли подходящей ионоселективной смесью.Для K + мы использовали коммерчески доступный коктейль от Sigma: 60031, а для Na + мы использовали высоко селективную по Na + смолу, которая не реагирует на K + [70]. Электроды калибровали с помощью соответствующего набора стандартов и устанавливали на трехмерном микроманипуляторе (MMT-5, Narishige). Иммобилизованную долю помещали в чашку Петри диаметром 90 мм, содержащую 40 мл основной солевой среды (BSM: 0,2 мМ KCl, 0,1 мМ CaCl 2 , доведенный до необходимого значения pH с помощью Mes / Tris), и помещали в клетку Фарадея.Селективные микроэлектроды Na + — и K + располагали с совмещенными кончиками на 50 мкм над поверхностью лепестка с помощью трехмерного гидравлического манипулятора. Во время измерения управляемый компьютером шаговый двигатель перемещал электроды в медленном (10 с) прямоугольном цикле между двумя положениями, близко к (50 мкм) и от (150 мкм) поверхности ловушки. Разность потенциалов между двумя положениями регистрировалась программой MIFE CHART [51] и преобразовывалась в электрохимическую разность потенциалов с использованием калиброванных наклонов Нернста электродов.Чистые потоки ионов рассчитывались с использованием программы MIFEFLUX для цилиндрической диффузионной геометрии [71].

Для изучения дозовой зависимости поглощения Na + интактные листьев Dionaea предварительно обрабатывали коронатином в течение 24 часов, как описано выше. Отдельную долю вырезали и фиксировали в измерительной камере с помощью медицинского клея (Vh455, Ulrich AG). Лепесток был оставлен для адаптации в растворе BSM до начала измерений потока. Чистые потоки Na + и K + измеряли в ответ на последовательное увеличение содержания NaCl во внешнем BSM (NaCl, мМ: 0, 3, 10, 50 мМ) в течение 3 минут при каждой концентрации NaCl.PH среды поддерживали на уровне pH 5. Листья без обработки коронатином использовали в качестве контроля.

Внутриклеточные измерения

Перед измерением лепесток вырезанной ловушки приклеивали к основанию камеры и оставляли для восстановления (30 мин) в стандартном растворе растений, содержащем 0,1 мМ KCl, 10 мМ CaCl 2 , и 15 мМ MES, pH доведен трис до 6. Осмолярность поддерживалась на уровне 240 мОсм / кг с помощью D-сорбита, когда это было необходимо. К стандартному раствору добавляли NaCl при концентрациях мМ: 0.3, 0,6, 1,2, 3, 6, 12, 30, 60, 120. Во время экспериментов листья непрерывно перфузировали стандартным раствором для растений (1 мл / мин). Для стимуляции достаточно 1 мин воздействия NaCl соответствующей концентрации.

Записи ооцитов

Для двухэлектродных исследований фиксации напряжения (DEVC) ооциты перфузировали буферами на основе Tris / Mes. Стандартный раствор ванны содержал 10 мМ Tris / Mes (pH 5,6), 1 мМ CaCl 2 , 1 мМ MgCl 2 и 1 мМ LaCl 3 .Осмоляльность каждого раствора доводили до 220 мосмоль / кг с помощью D-сорбита. Чтобы сбалансировать ионную силу для измерений при различных концентрациях катионов (Na + и K + ), мы компенсировали литием до 100 мМ. Растворы для измерения селективности состояли из стандартного раствора ванны с добавлением 100 мМ Na + , NMDG + (N-метил-d-глюкамин), Li + , K + , Rb + или Cs + хлоридные соли.Для вольт-амперных отношений (ВАХ) одиночные импульсы напряжения подавали с шагом 10 мВ от -200 до +60 мВ после запуска с удерживающего потенциала (V H ), равного 0 мВ. Установившиеся токи (I SS ) извлекались в конце тестовых импульсов длительностью 50 мс. Температурные эксперименты проводили в стандартных условиях раствора, как описано Scherzer et al. [45]. Значение Q 10 пропорционально свободной энергии активации ( Δ G), и это коэффициент, на который увеличивается скорость переноса при изменении температуры на десять градусов.Единственные известные процессы переноса малых гидрофильных ионов со значениями Q 10 ниже 2,0 катализируются канальными белками. Данные были проанализированы с помощью Igor Pro и Origin Pro 9.0G.

Вклад авторов

J.B. и S. Scherzer внесли равный вклад в эту работу. E.N. и R.H. задумал работу. S. Scherzer и J.B. провели первоначальные технико-экономические обоснования. J.B., S. Scherzer, E.K., I.K., L.S., K.v.M., C.L., S. Shabala, K.A.S.A.-R., R.H., T.D.M., E.N. и H.R. разработали эксперименты и проанализировали данные.S. Scherzer, J.B., E.K., L.S., K.v.M. и C.L. проводил эксперименты. Рукопись написали S. Scherzer, J.B., E.N., K.A.S.A.-R., S. Shabala и R.H. I.M. и R.S. предоставил образцы COR-MO и отредактировал рукопись.

Венерина мухоловка | Служба рыболовства и дикой природы США

Dionaea muscipula

Венерина мухоловка, небольшое многолетнее растение, является одним из наиболее широко известных видов хищных растений на Земле. Он занимает отличные места обитания длиннолистных сосен на Прибрежной равнине и Сандхиллс в Северной и Южной Каролине.

Загрузить информационный бюллетень.

Внешний вид

Венерина мухоловка. Фото Дженнифер Кочес, USFWS.

Венерина мухоловка ( Dionaea muscipula ), небольшое многолетнее растение, является одним из наиболее широко известных видов растений на Земле. Он образует прикорневую розетку из отчетливых листьев, прикрепленных к короткому корневищу. Листовая пластинка состоит из двух почковидных шарнирных чувствительных лопастей длиной до 25 мм с жесткими краевыми волосками до восьми миллиметров длиной.Когда триггерные волоски стимулируются, две доли закрываются, захватывая между собой насекомых. Черешки крылатые, длиной от двух до семи сантиметров. Цветки растут в зонтичном клубе (короткие цветоносы, которые расходятся из общей точки, чем-то напоминают ребра зонтика) на вершине черешка высотой от 10 до 30 сантиметров, с пятью белыми лепестками длиной от 11 до 13 миллиметров. Однородные цветки (мужские и женские части растения в отдельных цветках на одном и том же растении) содержат одно рыльце и от 10 до 20 тычинок.Капсула имеет длину от трех до четырех миллиметров. Венерина мухоловка цветет с мая по июнь, а плоды созревают в июне и июле.

Среда обитания

Венерина мухоловка населяет различные места обитания длиннолистной сосны в двух регионах Каролины — Прибрежной равнине и Сандхиллс. На Прибрежной равнине, где она чаще встречается, мухоловка Венеры встречается во влажных суглинистых сосновых саваннах и песчаных сосновых саваннах. Эти участки обычно равнинные с влажными или влажными почвами в течение большей части года. В сезонно затопляемых котловинах вид встречается редко, но может встречаться по краям таких участков.В регионе Сандхиллс он ограничен узкими влажными переходными зонами между покозинами в истоках (линейные вечнозеленые кустарниковые болота вдоль небольших ручьев и их истоков) и возвышенностями из длиннолистной сосны / кустарникового дуба / проволочной травы, а также вдоль аналогичных в растительном отношении экотонов между выходами песчаных холмов и лугами. сосновые нагорья. Просачивание песчаных холмов — это сфагновые участки с преобладанием кустарников и трав, расположенные на относительно крутых склонах, где местные глинистые почвы выталкивают просачивающуюся воду на поверхность. Почвы в этих экотональных районах обычно представляют собой сильно кислые суглинистые пески.

Среда обитания венерианской мухоловки. Фото Дженнифер Кочес, USFWS.

Диета

Большинство плотоядных растений избирательно питаются определенной добычей. Этот выбор обусловлен доступной добычей и типом ловушки, используемой организмом. С Венериной мухоловкой добыча ограничивается жуками, пауками и другими ползающими членистоногими. Фактически, диета Dionaea состоит из 33 процентов муравьев, 30 процентов пауков, 10 процентов жуков и 10 процентов кузнечиков и менее пяти процентов летающих насекомых.По данным Государственного университета Северной Каролины, оказалось, что мухоловки Венеры не едят насекомых, которые их опыляют.

Клетчатый жук на цветении венериной мухоловки. Фото Дженнифер Кочес, USFWS.

Исторический диапазон

округа Северная Каролина

Округа Южная Каролина

Диапазон тока

В настоящее время мухоловка Венеры встречается в 15 округах Северной Каролины (Бофорт, Бладен, Брансуик, Картерет, Колумб, Крейвен, Камберленд, Дуплин, Хок, Джонс, Нью-Ганновер, Онслоу, Памлико, Пендер и Сэмпсон) и только в одном. округа в Южной Каролине (округ Хорри).

Сохранение проблем

Численность и размеры популяции продолжают сокращаться в основном из-за резких изменений в среде обитания Венериной мухоловки в результате тушения пожаров, перехода к сельскому хозяйству, лесоводству, а также жилой и коммерческой застройки, которая может включать вырубку леса, закладку подстилок, рытье канав и осушение. Подавление огня приводит к заселению кустов и деревьев и постепенному ухудшению качества среды обитания венерианской мухоловки. Сплошная вырубка и подстилка могут физически уничтожить растения, в то время как выкапывание и осушение могут сделать почву слишком сухой для зависящих от влажности ловушек Венеры.Многим менее качественным придорожным ловушкам Венеры угрожают автомобильная деятельность, ремонт дорог и расширение дорог. Еще одна серьезная угроза венерианской мухоловке — это чрезмерный сбор. Браконьерство также представляет серьезную угрозу для венерианской мухоловки, и в последние годы, похоже, участились случаи краж. Браконьерство растений Венеры мухоловки теперь является уголовным преступлением в пяти округах Северной Каролины.

Скопление венериной мухоловки с цветами. Фото Дженнифер Кочес, USFWS.

План восстановления

План восстановления будет разработан, если вид внесен в список в соответствии с Законом о исчезающих видах.

Партнерские отношения, исследования и проекты

Чем вы можете помочь

  1. Защищать отдельные места обитания, где, как известно, встречается мухоловка Венеры, и контролировать все известные популяции.
  2. Обратное сокращение численности видов из-за подавления огня (устранение / уменьшение огня в среде обитания, поддерживаемой огнем), путем поощрения более предписанного сжигания в среде обитания мухоловки Венеры.
  3. Продолжить обследование и мониторинг этого вида, особенно на государственных землях, где браконьерство продолжает представлять угрозу для сохранения вида.

Специалисты в предметной области

Критическая среда обитания

Критическая среда обитания может быть определена, если вид включен в список ESA.

Исторические новости

Прочие уведомления

Уведомления Федерального реестра

Следующие документы Федерального реестра были автоматически собраны путем поиска в официальном API Федерального реестра с научным названием этого вида , упорядоченным по релевантности .Вы можете провести собственный поиск на сайте Федерального реестра.

  • К сожалению, произошла ошибка. Посетите Федеральный регистр, чтобы провести собственный поиск.

Потенциалы действия индуцируют биомагнитные поля у хищных растений Венериной мухоловки

  • 1.

    Baudenbacher, F. et al. Внутриклеточный осевой ток в Chara corallina отражает измененную кинетику ионов в цитоплазме под действием света. Biophys. J. 88 (1), 690–697 (2005).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 2.

    Шарма П., Шарма Н. и Десвал Р. Молекулярная биология низкотемпературной реакции у растений. BioEssays 27 (10), 1048–1059 (2005).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 3.

    Эванс, М. Чувствительность к прикосновениям у растений: будь осторожен. Trends Plant Sci. 8 (7), 312–214 (2003).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 4.

    Hedrich, R. & Neher, E. Венерина мухоловка: как работает возбудимое плотоядное растение. Trends Plant Sci. 23 (3), 220–234 (2018).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 5.

    Язбиншек, В., Тиль, Г., Мюллер, В., Вюббелер, Г.& Тронтель, З. Магнитное обнаружение ионных токов, вызванных повреждением, в бобовых растениях. Eur. Биофиз. J. 29 , 515–522 (2000).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 6.

    Волков А.Г. Зеленые растения: электрохимические интерфейсы. J. Electroanal. Chem. 483 (1), 150–156 (2000).

    CAS Статья Google Scholar

  • 7.

    Байе, С. Магнитоэнцефалография для электрофизиологии мозга и визуализации. Нат. Neurosci. 20 (3), 327–339 (2017).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 8.

    Slichter, C. P. Принципы магнитного резонанса 3-е изд. (Спрингер, Гейдельберг, 1990).

    Книга Google Scholar

  • 9.

    Гловер, Г. Х. Обзор функциональной магнитно-резонансной томографии. Нейрохирург. Clin. N. Am. 22 (2), 133–139 (2011).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 10.

    Шомер, Д. Л. и Лопес да Силва, Ф. Х. Электроэнцефалография Нидермейера: основные принципы, клиническое применение и смежные области 7-е изд. (Издательство Оксфордского университета, Нью-Йорк, 2017).

    Книга Google Scholar

  • 11.

    Коэн, Д. Магнитные поля постоянного тока от человеческого тела в целом: исторический обзор. Neurol. Clin. Neurophysiol. 2004 , 93 (2004).

    ADS CAS PubMed Google Scholar

  • 12.

    Williamson, S.J. et al. (ред.) Биомагнетизм: междисциплинарный подход (Спрингер, Нью-Йорк, 1983).

    Google Scholar

  • 13.

    Barry, J. F. et al. Оптическое магнитное обнаружение потенциалов действия одиночных нейронов с использованием квантовых дефектов в алмазе. PNAS 113 (49), 14133–14138 (2016).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 14.

    Jensen, K. et al. Неинвазивное обнаружение нервных импульсов животных с помощью атомного магнитометра, работающего с чувствительностью, близкой к квантово-ограниченной. Sci.Отчет 6 , 29638 (2016).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 15.

    Jensen, K. et al. Магнитокардиография изолированного сердца животного с помощью магнитометра с оптической накачкой при комнатной температуре. Sci. Отчет 8 , 16218 (2018).

    ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 16.

    Тронтель, З., Зореч, Р., Язбиншек, В. и Эрне, С. Н. Магнитное обнаружение единственного потенциала действия в межузловых клетках Chara corallina . Biophys. J. 66 (5), 1694–1696 (1994).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 17.

    Corsini, E. et al. Поиск биомагнетизма растений с помощью чувствительного атомного магнитометра. J. Appl. Phys. 109 , 074701 (2011).

    ADS Статья CAS Google Scholar

  • 18.

    Волков А.Г. (ред.) Электрофизиология растений: теория и методы (Springer, Berlin, 2006).

    Google Scholar

  • 19.

    Волков А.Г. Сигнализация в электрических сетях Венериной мухоловки ( Dionaea muscipula Ellis). Биоэлектрохимия 125 , 25–32 (2019).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 20.

    Iosip, A. L. et al. Венерина мухоловка запускает специфический для волос калиевый канал KDM1 может восстанавливать градиент K + , необходимый для передачи гаптоэлектрических сигналов. PLOS Biol. 18 (12), e3000964 (2020).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 21.

    Фортер, Ю., Скотейм, Дж. М., Дюмэ, Дж. И Махадеван, Л. Как взламывается венерианская мухоловка. Природа 433 , 421–425 (2005).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 22.

    Sachse, R. et al. Механика замыкания венерианской мухоловки ( Dionaea muscipula ). PNAS 117 (27), 16035–16042 (2020).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 23.

    Suda, H. et al. Динамика кальция во время закрытия ловушки, визуализированная в трансгенной ловушке Венеры. Нат. Растения 6 (10), 1219–1224 (2020).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 24.

    Scherzer, S. et al. Гаптоэлектрическая стимуляция венериной мухоловки насекомыми вызывает экзоцитоз в клетках железы. PNAS 114 (18), 4822–4827 (2017).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 25.

    Böhm, J. et al. Венерина мухоловка Dionaea muscipula подсчитывает индуцированные добычей потенциалы действия, чтобы вызвать поглощение натрия. Curr. Биол. 26 (3), 286–295 (2016).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 26.

    Palmer, W. M. et al. PEA-CLARITY: трехмерная молекулярная визуализация органов целого растения. Sci. Отчет 5 , 13492 (2015).

    ADS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 27.

    Böhm, J. et al. Канал типа HKT1 венериной мухоловки обеспечивает поглощение натрия хищными растениями, не вступая в конфликт с электрической возбудимостью. Мол. Завод 9 (3), 428–436 (2016).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 28.

    Тиль, Ф., Шнабель, А., Кнаппе-Грюнеберг, С., Штольфус, Д. и Бургхофф, М. Размагничивание помещений с магнитным экраном. Rev. Sci. Instrum. 78 , 035106 (2007).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 29.

    Будкер Д. и Ромалис М. Оптическая магнитометрия. Нат. Phys. 3 , 227–234 (2007).

    CAS Статья Google Scholar

  • 30.

    Осборн Дж., Ортон Дж., Алем О. и Шах В. Полностью интегрированный автономный магнитометр с оптической накачкой в ​​нулевом поле для биомагнетизма. В материалах Proceedings on SPIE 10548, Steep Dispersion Engineering and Opto-Atomic Precision Metrology XI , 105481G (2018).

  • 31.

    Scherzer, S., Federle, W., Al-Rasheid, K. A. S. & Hedrich, R. Волосы срабатывания мухоловки Венеры представляют собой механодатчики микроньютона, которые могут обнаруживать добычу мелких насекомых. Нат. Растения 5 (7), 670–675 (2019).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 32.

    Nguyen, C. T., Kurenda, A., Stolz, S., Chételat, A. & Farmer, E. E. Идентификация клеточных популяций, необходимых для передачи электрических сигналов от листа к листу в поврежденном растении. PNAS 115 (40), 10178–10183 (2018).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 33.

    Волков, А.G. et al. Мемристоры в мухоловке Венеры. Plant Signal Behav. 9 , e29204 (2014).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 34.

    Фагали Р. Л. Приборы и приложения сверхпроводящих устройств квантовой интерференции. Rev. Sci. Instrum. 77 , 101101 (2006).

    ADS Статья CAS Google Scholar

  • 35.

    Schnabel, A. et al. Конфигурация датчика для векторного магнитометра на основе сквида 304. Neurol. Clin. Neurophysiol. 2004 , 70 (2004).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 36.

    Liew, L.A. et al. Микроэлементные паровые ячейки с щелочными атомами. Заяв. Phys. Lett. 84 , 2694 (2004).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *