Venusfluefangeren bruker gener som normalt styrer næringsopptak i rota til å fordøye insekter i de omdannede bladene. Genanalyser viser at den kjøttetende planten har et angrepsvåpen som er omprogrammert fra en forsvarsmekanisme i vanlige planter.  (Foto: Shutterstock)
Venusfluefangeren bruker gener som normalt styrer næringsopptak i rota til å fordøye insekter i de omdannede bladene. Genanalyser viser at den kjøttetende planten har et angrepsvåpen som er omprogrammert fra en forsvarsmekanisme i vanlige planter. (Foto: Shutterstock)

Forsvar ble angrepsvåpen for kjøttetende plante

Den utviklet seg fra insektmat til å spise insekter selv – med arvestoff fra rota i bladene.

Publisert

Insekter kan være plantenes verste fiender. Gresshoppesvermene i Bibelen var den åttende landeplage. De åt opp alle urter i landet og all frukt på trærne, skal vi tro 2. Mosebok kapittel 10.

Nå har forskere fra Universität Würzburg vist hvordan plantene har tatt hevn over sine plageånder.

Analyser av arvestoffet forklarer hvordan evolusjonen har brukt en urgammel forsvarsmekanisme til å fyre opp angrepsvåpenet til venusfluefangeren.

Spis – ikke bli spist!

Når lille Petter edderkopp eller en feit flue sikler seg inn mellom de fristende omdannede bladene i insektfella, kjenner planten bevegelsene med følehår og klapper igjen. Insektet er fanget bak et gitter av pigger langs bladkantene.

Fluefangeren reagerer ikke bare på at insektet beveger seg. Et hornaktig stoff i det ytre skallet til insektet – kitin – pirrer den kjøttetende planten enda mer.

Fra varsel til matsignal

Hos vanlige planter er smaken av kitin et varselsignal. Det sier: Pass deg! Du blir spist.

I den kjøttetende planten sier kitinet: Det er servert. God appetitt!

– I venusfluefangeren er forsvarsmekanismene omprogrammert av evolusjonen, sier en av forskerne, Rainer Hedrich, i en nyhetsmelding fra universitetet.

– Artikkelen det refereres til ser ut til å være et svært viktig og interessant nybrottsarbeid for å forstå hvordan kjøttetende planter har utviklet seg fra ikke-kjøttetende forfedre, kommenterer professor Brita Stedje fra Naturhistorisk museum i Oslo i en e-post til forskning.no.

Arvestoff fra rota

Evolusjonen har gjort enda et snedig knep i fluefangeren, har de tyske forskerne funnet ut. Insektfellene henter opp arvestoff som andre planter bruker for å suge næring i røttene ­– med enzymer.

Enzymene i de omdannede bladene – insektfellene – løser opp larven så den kan suges opp og bli til næring for fluefangeren.

Insektfellene til den kjøttetende planten er med andre ord røtter og omdannede blader på en gang.

Cellelaget der næringsstoffene tas opp er sterkt foldet. Det ligner altså på innsiden av tarmer hos mennesker, ifølge Stedje.

Kjertlene inne i insektfellene – de omdannede bladene – lager enzymer som bryter ned insektet slik at det kan suges opp og fordøyes. Genene som styrer denne prosessen finnes normalt i røttene til vanlige planter. Insektfellene er altså på sett og vis både omdannede blader og røtter på en gang. (Foto: Dirk Becker / Sönke Scherzer)
Kjertlene inne i insektfellene – de omdannede bladene – lager enzymer som bryter ned insektet slik at det kan suges opp og fordøyes. Genene som styrer denne prosessen finnes normalt i røttene til vanlige planter. Insektfellene er altså på sett og vis både omdannede blader og røtter på en gang. (Foto: Dirk Becker / Sönke Scherzer)

Sparer på kreftene

Kjøttetende planter lever gjerne på karrige steder med lite næring, for eksempel myrer. Insektene er kosttilskudd, ikke hovednæringen.

Derfor har fluefangeren et sinnrikt system som for ikke å sløse med energi når insektet skal fordøyes. Følehårene inne i bladet merker hvor stor fangsten er.

Hormoner fyrer opp enzymer

Jo større fangst, desto flere følehår sender fra seg nervesignaler. De går til kjertler i bladet som skiller ut hormonet jasmonat.

Jasmonat starter opp mange forskjellige gener. De begynner å bygge proteiner til enzymer.

Disse enzymene bryter ned insektet til stoffer som planten kan suge opp

Kartla 20 000 gener

Forskerne analyserte hvilke gener som ble aktive når de kjøttetende plantene spiste insektene. Genene blir aktivisert ved hjelp av RNA-molekyler.

Slik fant de 20 000 RNA-molekyler. Disse RNA-molekylene kalles transkriptomet.

Forskerne har brukt over fem år og 2,5 millioner Euro i et EU-prosjekt for å kartlegge dette transkriptomet i et prosjekt kalt Carnivorom.

Det spesielle med dette arbeidet er hvordan ny genteknologi brukes både til å bekrefte tidligere antagelser og gi ny innsikt, ifølge Stedje.

Oppstått flere ganger

– Det er slett ikke uvanlig at enkelte gener eller hele organer hos planter eller dyr blir omprogrammert eller omdannet og får helt nye funksjoner, skriver hun.

– Kjøttetende planter har oppstått minst tre ganger i evolusjonshistorien og finnes innenfor forskjellige plantefamilier, fortsetter Stedje.

Små og nøysomme

Disse kjøttetende plantene er gjerne små, selv om unntak finnes – og forskning.no har tidligere fortalt om en plante på Filippinene som spiser mus og rotter – eller kanskje bare avføringen de slipper ned i planten.

Hvorfor er likevel de aller fleste ganske små? Noe av forklaringen ligger i hvor de vokser – på myrer, der det er mye lys og lite næring.

Her er det liten fordel i å være stor. Også små planter får nok sollys på den åpne myra..

– I næringsrik jord sammen med vanlige planter ville nok de kjøttetende bli konkurrert ut ganske fort, siden de er små og vokser sakte sammenlignet med andre, skriver Stedje.

Referanse:

Felix Bemm  m.fl: Venus flytrap carnivorous life style builds on herbivore defense strategies, Genome Research, DOI: 10.1101/gr.202200.115.