Венерината мухоловка създава магнитно поле, когато улавя плячката си

Цветето Венерина мухоловка (Dionaea muscipula) е хищно растение, което заключва плячката си в своите модифицирани листа, наподобяващи капан. По време на улавяне на насекомото електрически сигнали, известни като нервни импулси, помагат на листата да се затворят.

Научен екип открива, че електрическите сигнали създават количествено измерими магнитни полета. С помощта на атомен магнитометър той измерва тяхната биомагнитна сила. Физикът Ан Фабрикънт сравнява изследването с ЯМР при хора. Според нея проблемът e, че магнитните сигнали в растенията са много слаби, което обяснява и защо е толкова трудно да бъдат измерени с по-остаряла вече техника.

Електрическа активност и магнитни сигнали при Венерината мухоловка

Известно е, че промените в напрежението в определени области на човешкия мозък са предизвикани от вид електрическа активност, която преминава през нервните клетки под формата на нервни импулси. Техники като електроенцефалография (EEG), магнетоенцефалография (MEG) и ЯМР (MRI) могат да бъдат полезни при записването на тази електрическа активност и неинвазивното диагностициране на настъпили нарушения в мозъчната дейност. Когато растенията се стимулират, те също произвеждат електрически сигнали, способни да се придвижват в клетъчна мрежа така, както човешките и животинските нервни клетки.

Мултидисцплинарният екип включва учени от университета „Johannes Gutenberg“ в Майнц, института „Helmholtz“, биоцентъра към университета „Julius-Maximilians“ и Националния метрологичен институт в Германия. Заедно те намират връзка между електрическата активност във Венерината мухоловка и магнитните сигнали. Анн Фабрикънт допълва: „Успяхме да покажем, че нервните импулси в многоклетъчната система на едно растение генерират количествено измерими магнитни полета, което до този момент бе просто догадка.“

Как Венерината мухоловка улавя своята жертва?

Клопката на цветето Dionaea muscipula се състои от две месести листа с много чувствителни влакънца по своята повърхност. Когато те усетят докосване, се активира нервен импулс, който преминава през целия листен капан. След два последователни допира той се затваря и насекомото жертва остава заключено вътре. По-късно то се храносмила с помощта на специално отделените за целта храносмилателни сокове.

Интересен е фактът, че самият капан е електрически възбудим по няколко начина. Освен основния, тоест механично въздействие като докосване или удар, електроенергията от осмоза и топлинната енергия под формата на топлина или студ също могат да активират нервните импулси в клопката. Специалистите упражняват топлинна стимулация, като по този начин елиминират потенциално опасни фактори като фоновия шум от механичен характер по време на своите магнитни замервания.

Биомагнитно свойство – улавяне на магнитни сигнали от живи организми

Способността на хората и животните да улавят биомагнитните сигнали наоколо е добре позната на научните среди, но е далеч по-слабо изследвана при растенията. За целта досега са използвани само свръхчувствителни магнитометри за измерване на много слаби магнитни полета, или SQUID. Те са големи по размер инструменти, които първо трябва да бъдат охладени до изключително ниски криогенни температури.

Работа с атомен магнитометър

В настоящото проучване експертите разчитат на атомни магнитометри за измерване магнитните сигнали от Венерината мухоловка. Техният сензор представлява стъклена клетка, пълна с изпарения от алкални атоми, която реагира на най-малките промени в локалното магнитно поле. Магнитометрите с оптични влакна са предпочитани в областта на биологията, тъй като не изискват охлаждане до криогенни температури и са много по-компактни.

Изследователите измерват магнитни сигнали с амплитуда до 0,5 pT (пикотесла), генерирани от Венерината мухоловка, които са милиони пъти по-слаби от земното магнитно поле. Фабрикънт уточнява, че силата на сигнала е близка до тази при измерване на нервните импулси по кожата на животни.

Екипът предстои да измери още по-слаби магнитни сигнали от други растителни видове. Подобни иновативни неинвазивни технологии биха били много полезни в земеделието, за да се откриват болести и нарушения чрез електромагнитната реакция при резки температурни разлики, нашествие на вредители и химическа обработка, без да е нужно да се нараняват културите с електроди.