캐치 메커니즘
스프링 트랩 – 트랩
실 덫이 있는 식충 식물에는 3가지 속이 있습니다.
가장 잘 알려진 것은 끈끈이주걱이며 이 종보다 더 매력적인 육식 식물은 없습니다 다윈의 책 식충동물에서 Dionaea는 세계에서 가장 놀라운 식물로 묘사됩니다.
불행하게도 모노타입으로서 외바퀴 손수레과에만 밀접한 관련이 있습니다.
이 두 종은 야생에서 매우 희귀하며 그들의 서식지는 부영양화로 위협받고 있습니다.
200개 이상의 알려진 유형의 트랩이 있습니다.
이 중 40%는 식충 식물입니다.
식충식물 중에서는 호주에서 알래스카까지 가장 널리 분포하고 있으며, 식물종도 매우 다양하여 다시 수생포획(27%), 육상포획(60%), 착생포획(13%)의 3군으로 분류된다.
.
수생 종인 Utricularia vulgaris는 식충 식물이며, 식물에 부착된 주머니는 원래 식물이 물에 떠 있는 수단으로 여겨졌습니다.
대부분의 오래된 주머니는 사실 식물이 물 위에 떠 있게 해주는 공기 주머니입니다.
내 젊은 주머니에 공기가 없습니다.
식물의 이름인 Utricularia도 이 주머니에서 유래되었으며 Utricularia는 주머니의 지지로 인해 “뗏목 위의 전문가”라는 라틴어 단어에서 유래되었습니다.
그러나 식물은 어린 포섬에서 공기 없이 완전히 떠 있을 수 있으므로 트랩이 진정한 부양 장치가 아니라는 것은 분명합니다.
또한 지상 트랩에서는 식물 주변 토양의 포켓이 덮여 있으며 이러한 포켓에서 기포를 찾을 수 있습니다.
이 경우 공기로 가득 찬 주머니가 식물을 떠 있게 할 방법이 없습니다.
1875년 Darwin은 그의 저서 Carnivorous Plants에서 식충 식물의 성질을 발견하려고 시도했지만 실패했고, 미국의 식물학자 Trade는 1876년 식물이 실제로 육식성일 수 있다는 사실을 처음 발견했습니다.
트랩은 주로 영양분이 부족한 늪지대에 서식합니다.
그러나 파인애플과 웜트랩과 같은 종은 때때로 물에 사는 것으로 알려져 있으며 물속에서 트랩의 주머니는 작은 갑각류, 요각류, 로티퍼, ostarachords, 모기 유충 및 심지어 작은 올챙이를 먹습니다.
그것은 덫의 충격을 이용하여 먹이를 완전히 원을 그리며 방향을 여러 번 바꾸어 더 큰 먹이를 잡습니다.
실제 단지의 구조는 매우 독특합니다.
이 트랩에는 뿌리가 없으며 잎이 특별히 디자인되어 있으며 줄기에서 자루와 기는 줄기가 가지를 치고 자랍니다.
육상 및 착생 트랩에서 실제로 보이는 식물은 땅에서 튀어나온 일련의 개별 잎입니다.
덩굴 식물이 자라면서 가지가 땅에서 올라와 잎을 형성하거나 땅에 일련의 작은 주머니 덫을 형성하기 위해 내려갑니다.
포켓 트랩은 다양한 크기로 제공됩니다.
대형 함정은 일반적으로 수생 생물에서 발견됩니다.
화분은 덫을 형성하는 데 많은 에너지를 사용하며 일부 수생 종에서는 건조 중량의 최대 40%가 주머니로 구성됩니다.
포켓 트랩의 작동 방식을 알려면 먼저 구조를 알아야 합니다.
트랩은 일반적으로 디스크 모양이며 두 개의 셀 레이어로 구성됩니다.
이 두 층의 수생 식물 종의 세포는 광합성 세포입니다.
트랩을 향하는 벽은 탄성이 있고 디스크의 한쪽 끝은 천공되어 있으며 이 천공은 백의 내부 챔버를 외부 액체로부터 보호하는 도어 개구 역할을 하는 경첩 모양의 천으로 덮여 있습니다.
입구에는 방아쇠 털, 더듬이로 알려진 가능한 털의 네트워크, 그리고 이 입구를 둘러싸고 안내하는 털들이 있습니다.
주머니의 내부 표면은 입구 바로 아래의 턱에 두 갈래로 갈라진 샘이 연속적으로 분포되어 있는 4개의 분기 샘으로 덮여 있습니다.
이 땀샘은 트랩 내에 포함되어 있으며 포획된 먹이를 흡수하도록 설계되었습니다.
트랩 메커니즘의 본질은 내부 챔버에서 물을 펌핑하여 백 내부의 압력을 낮추는 것입니다.
입구 주변에 안내털이 있어 먹이를 줄 확률이 높아집니다.
실험을 통해 털이 없는 덫이 털이 많은 덫보다 먹이를 잡는 데 훨씬 덜 효율적이라는 사실이 확인되었습니다.
어린 종은 보호털이 더 짧고 입구가 덜 분명한 경향이 있습니다.
이 경우 털은 또한 특정 물질이 방광으로 빨려 들어가는 것을 막아 음식이 효율적으로 흡수되도록 합니다.
주머니가 함정의 첫 번째 지점으로 먹이를 유인할 수 있는지 또는 생물이 실수로 함정을 자극하고 있는지는 확실하지 않습니다.
생물이 접근하여 문에 있는 방아쇠 털에 닿으면 트랩이 자극되어 활성화됩니다.
이 털은 뻣뻣하고 만졌을 때 입구에서 약간 움직이며 이 작용으로 저압 백 내부의 챔버와 외부 액체 사이의 경로가 열립니다.
물이 실내로 유입되면 부피의 60%까지 팽창합니다.
이 모든 작업은 0.2초 이내에 발생합니다.
그것은 식물 왕국에서 가장 빠르게 움직일 것입니다.
물이 덫으로 흐르면 문이 활짝 열리고 주변의 모든 생물이 중앙 방으로 빨려 들어갑니다.
사료가 들어가고 압력이 균등해지면 출입구의 스프링이 닫히고 사료 공급 공간에 고정됩니다.
이것은 공간을 음식에 대한 식물의 소화 시스템으로 만듭니다.
일단 동물이 들어와 자극을 주면 트랩이 재빨리 재배치되고 챔버 밖으로 물이 펌핑됩니다.
그러나 포켓 공간에서 물을 펌핑하는 밸브가 없기 때문에 식물이 물을 펌핑하는 방법은 아직 알려지지 않았습니다.
트랩이 자극되면 팽팽한 세포벽이 바깥쪽으로 확장되어 빨려 들어갈 수 있습니다.
세포벽에는 여전히 물을 다시 배출하는 역전 메커니즘이 없습니다.
가장 그럴듯한 가설은 물이 이분샘을 포함하여 방의 벽을 구성하는 세포를 통해 흐른다는 것입니다.
삼투압으로 인해 통로의 세포에 물이 침투하면 내부 공간이 비워집니다.
그러나 물은 남아 있으며 세포가 이 잔여 물을 어떻게 제거하는지에 대한 의문이 남아 있습니다.
물은 세포 밖으로 능동적으로 펌핑될 수 없기 때문에 삼투에 의해 세포에서 물을 제거해야 합니다.
삼투압 현상은 공간의 내부 표면을 형성하는 세포막을 가로질러 이온 농도 구배와 당 농도 구배가 형성될 때 발생할 수 있습니다.
이러한 농도 구배는 세포가 삼투압에 의해 물을 제거할 수 있게 합니다.
이 움직임의 가장 가능성이 높은 위치는 분할 스프링입니다.
두 부분으로 된 샘의 구조는 소화 공간으로 기능하는 내층의 세포 표면을 증가시키는 역할을 하기 때문입니다.
구조와 기능에 관한 복잡한 질문이 여전히 많이 있습니다.
대부분의 수생 식물은 주머니 벽을 구성하는 세포와 외부 용액 사이의 이온 구배를 어떻게 유지합니까? 한 가지 방법은 용액이 백 트랩 밖으로 확산되는 속도를 줄이기 위해 백의 세포층 사이에 농도 구배를 만드는 것입니다.
그러나 이것은 세포벽 내의 표면 세포층이 세포간 공간의 압력 축적을 방지하기 위해 물이 빠져나갈 수 있음을 의미할 수도 있습니다.
트랩을 제거하는 것은 매우 빠르며 전체 프로세스는 40분이 소요됩니다.
오래된 포켓 트랩에 15마리 이상의 생물이 있기 때문에 트랩이 여러 번 작동할 수 있음이 분명합니다.
생물이 갇히면 소화 효소가 주머니로 방출됩니다.
사분면 땀샘은 프로테아제와 포스파타아제를 주머니로 분비하여 포획된 먹이를 소화시킵니다.
소화에서 방출된 아미노산과 인산염은 식물에 의해 흡수되어 성장하는 새싹으로 운반됩니다.
그러나 이 소화 과정에서 박테리아가 식물에 어떤 이점을 주는지는 알려져 있지 않습니다.
U. vulgaris 백 트랩에 잡힌 무척추 동물은 항상 죽습니다.
특정 유형의 백 트랩에서는 드물지만 U. livida, U. minor 및 U. prealonga를 포함한 일부 트랩 종에는 트랩에 사는 작은 미생물 군집이 있습니다.
식물과 미생물 사이의 상호 작용이 얼마나 유익한지는 분명하지 않습니다.
그러나 식물이 무척추동물을 포획하여 파우치 트랩에 가두어 파우치 공간에서 영양분을 섭취하게 되면 식물은 소화 효소를 생산하지 않고 미생물 분해로 이득을 보는 것을 볼 수 있다.
트랩 속 다양성으로 인해 트랩은 의심할 여지 없이 가장 성공적인 식충 식물이며 육지와 물 모두에서 식민지를 형성합니다.
착생종과 육상종은 모두 자라기 쉽지만 대부분의 육식 활동은 극히 미미하고 지하에서 일어나기 때문에 식물의 놀라운 먹이 포획 능력을 평가하기가 어렵습니다.
트랩은 쉽게 꽃을 피우며 때로는 육식성 활동보다 개화를 위해 더 많이 자랍니다.
수생 종은 다른 덫 그룹보다 주머니가 커서 현미경 없이도 덫 메커니즘을 쉽게 볼 수 있습니다.
그러나 트랩 종은 조류와 경쟁하기 위해 매우 치열합니다.
이것은 물에서 자라기 위해 함정을 사용하는 조류의 능력을 반영하는 것 같습니다.
따라서 유인식물은 조류 세포와 함께 무성하게 자라며 조류는 맹장에 저장된 제한된 CO2를 놓고 경쟁하여 유인 식물을 효과적으로 극복합니다.