金星捕蝇器存储猎物的短期“记忆”

捕蝇器的短期“记忆”可持续约30秒。如果昆虫只轻拍植物敏感的毛发一次，陷阱就会保持静止。但是，如果昆虫在大约半分钟内再次轻拍，这种肉食植物的叶子就会啪的一声合上，诱捕它的猎物。

金星捕蝇器(Dionaea Muscipula)是如何记住最初的触碰的，这一直是一个谜。10月5日，研究人员在“自然植物”(Nature Plants)杂志上在线报道，一项新的研究显示，这些植物使用钙来完成这一任务。

日本冈崎国立基础生物学研究所的生物学家、该研究的合著者桥部光也(Mitsuyasu Hasebe)说，科学家们知道一些植物有一种长期记忆。一个例子是春化，植物会记住长时间的冬季寒冷，以此作为春天开花的信号。但是短期记忆更加神秘，“这是钙参与的第一个直接证据，”Hasebe说。

尽管这种以下巴状叶子闻名的肉食植物没有大脑或神经系统，但它显然能数到5，并能区分活的猎物和雨水等东西，这些东西可能会无意中触发它的叶子啪的一声关上，浪费能量(SN：1/24/16)。之前的研究表明钙在这一过程中发挥了作用，但在基因工程的帮助下，Hasebe和他的同事们能够真正看到钙的作用。

研究人员将基因添加到金星捕蝇器中，这种捕蝇器可以产生一种蛋白质，这种蛋白质在接触钙时会发出绿色的光。当研究小组轻拍捕捉器的一根感官毛发时，那根毛发的根部开始发光，然后这种光在树叶中传播，然后开始褪色。当研究人员在大约30秒内第二次触摸毛发-或者触摸树叶上的另一根毛发时，捕捉器的叶子比以前更亮了，植物很快就关闭了。

研究人员说，研究结果表明，捕蝇器的短期记忆是叶片细胞内钙的消长。每触发一根感官毛发，它就发出钙释放的信号。当钙浓度达到一定水平时，通过第二次更快的钙涌动，陷阱就会关闭。

尽管如此，这项研究并没有揭示这种植物的所有秘密。德国维尔茨堡大学生物物理学家雷纳·赫德里希(Rainer Hedrich)与人合著者雷纳·赫德里希(Rainer Hedrich)说，为了感知猎物，捕蝇器运行着一个快速的电子网络，可以将苍蝇或其他昆虫的运动转化为小电压变化，在植物细胞中产生涟漪。科学家们仍然不确定钙记忆系统是如何与电力网络协同工作来激活植物的咬合的。

“钙和电信号的密切联系在普通植物中是已知的，所以在捕蝇草中也是如此，”没有参与这项研究的捷克奥洛穆克帕拉克·法利大学的植物生理学家Andrej Pavlovič说。但他说，研究中最有趣的部分是让陷阱发光。这样的遗传转化在研究频繁的植物中很常见，但在研究较少的捕食性植物中就更难做到，因此成功地改造捕蝇草的基因使植物发光“是肉食性植物研究的一大飞跃”。

H.Suda等人。转基因捕蝇器关闭过程中钙动态的可视化。天然植物。2020年10月5日在线发布。电话：10.1038/s41477-02020-1.