Насекомоядное растение приручило «охотничьих» бактерий

Американский ученый Дэвид Армитидж (David Armitage) показал, что бактерии, живущие в хищном растении дарлингтонии, помогают ей охотиться на насекомых, снижая поверхностное натяжение ее ловчей жидкости. Статья опубликована в журнале PLOS One.

Дарлингтония калифорнийская (Darlingtonia californica), или лилия-кобра — хищное растение из семейства саррацениевых, растущее только на болотах Северной Калифорнии и Орегона. Ее листья преобразованы в кувшинчики-ловушки, напоминающие по форме капюшон кобры, с раздвоенным выростом на конце, похожим на змеиный язык. Эти кувшинчики выделяют резкий запах, привлекающий насекомых, а изнутри заполнены жидкостью. Попав в кувшинчик, насекомое падает в эту жидкость и уже не может выбраться. От большинства других хищных растений дарлингтония отличается тем, что она, судя по всему, почти не вырабатывает собственных пищеварительных ферментов. За переваривание добычи отвечает в основном большое сообщество разнообразных бактерий и мелких беспозвоночных, живущих в ловчей жидкости растения. Они расщепляют и частично переваривают добычу, а дарлингтония затем всасывает питательные вещества.

Уже давно ученые замечали, что жидкость, наполняющая ловушки дарлингтонии, имеет гораздо более низкое поверхностное натяжение, чем обычная вода. Для насекомого, попавшего в ловушку, это означает невозможность передвигаться по воде, пользуясь силой ее поверхностного натяжения (так делают, например, водомерки, живущие на поверхности воды). Автор новой статьи предположил, что пониженное поверхностное натяжение жидкости может быть связано с каким-то веществами, которые выделяют живущие в ней бактерии.

Чтобы проверить это предположение, Армитидж собрал жидкость из кувшинчиков растения и выделил из нее бактерий. В кувшинчиках разных растений обнаружилось от 200 до 500 разных видов бактерий. Взяв стеклянные пробирки, автор наполнил их стерильной водой и поместил туда выделенных из ловчей жидкости растений бактерий. Чтобы бактерии могли чем-то питаться, Армитидж добавил в воду перемолотых сверчков. В таком виде он оставил пробирки на месяц, после чего поместил в них живых муравьев и стал наблюдать за их действиями. В качестве контроля автор использовал пробирку со стерильной водой, а для сравнения взял также пару пробирок с натуральной ловчей жидкостью дарлингтонии.

Оказалось, что из пробирок с добавленными в них бактериями (так же, как и из пробирок с естественной жидкостью дарлингтонии) не смог выбраться ни один муравей. Все они тонули и стремительно опускались на дно сразу после помещения их в жидкость. При этом муравьям, помещенным в пробирки со стерильной водой, без проблем удавалось либо сбежать, либо удерживаться на поверхности воды. Последовательно разводя жидкость с бактериями, Армитидж также показал, что чем меньше была концентрация бактерий в жидкости, тем проще было муравьям удерживаться на ее поверхности.

Как отмечает Армитидж, все утонувшие муравьи через 10–30 минут после окончания экспериментов пришли в себя и восстановили нормальную двигательную активность. В дальнейшем ученый планирует продолжить исследования, чтобы выяснить, какие конкретно вещества отвечают за пониженное поверхностное натяжение в ловчей жидкости дарлингтонии, а также какие вид бактерий их выделяют.

Софья Долотовская