Кіріспе

Етқоректі өсімдіктердің түрі – өсімдік. Венера құс аулаушысы (Dionaea muscipula) – Америка Құрама Штаттарының шығыс жағалауындағы Солтүстік Каролина және Оңтүстік Каролина штаттарының қоңыржай және субтропиктік ылғалды жерлерінде өсетін етқоректі өсімдік. Көптеген заманауи гибридтер өсірілгенімен, D. muscipula – монотипті Dionaea туысының жалғыз түрі. Ол су дөңгелегі (Aldrovanda vesiculosa) және бүкіл әлемге тараған күнбағыс (Drosera) өсімдіктерімен тығыз байланысты, олардың барлығы Droseraceae тұқымдасына жатады. Дионая өз олжасын – көбінесе жәндіктер мен кенелерді – өсімдіктің жапырақтарының ұшындағы "жақ" сияқты қысым құрылымымен ұстайды. Жәндік жапырақтарға тигенде, олжаның қозғалысынан туындаған дірілдер жапырақтардың ішкі бетіндегі ұсақ түктер ("триггерлік түктер" немесе "сезімтал түктер") арқылы "жақтарды" жабуға себеп болады. Сонымен қатар, жәндік немесе кене осы түктердің біреуіне тигенде, тұзақ жабылуға дайындыққа түседі, бірақ егер бірінші тиісуден кейін жиырма секунд ішінде (шамамен) екінші түкке тиіс болса ғана толық жабылады. Триггерлер бастапқы тиісуден кейін секундының 1/10 бөлігінде жұмыс істей алады. Бұл механизмдегі қайталама, сырттай артық көрінетін триггерлеу энергияны үнемдеуге және қоректік құндылығы жоқ нысандарды ұстаудан сақтауға қызмет етеді. Өсімдік тек бес стимул белсенділенгеннен кейін ғана қорыту процесін бастайды, осылайша тұтынуға лайық тірі олжаны ұстағанына көз жеткізеді. Бұл түктерде сонымен қатар жылу сенсоры бар. Мысалы, орман өрті болғанда, олар дереу жабылып, өсімдікті жазғы өрттерге төзімді етеді. Көптеп сату үшін өсірілгеніне қарамастан, Венера құс аулаушысының табиғи ареалындағы саны тез азайып барады.

Этимология

Бұл өсімдіктің жалпы атауы (алғашқыда "Венераның құс аулаушы") римдік махаббат құдайы Венераға сілтеме жасайды. Туқымның атауы, Дионая ("Дионаның қызы"), грек құдайы Афродитаға сілтеме жасайды, ал түрдің атауы, мускупула, латын тілінде "тышқан тұзағы" және "құс тұзағы" дегенді білдіреді. Бұл термин tippet de witchet терминімен ұқсас, ол tippet және witchet (қынның ескі атауы) сөздерінен туындайды. Керісінше, 1768 жылы өсімдікке ғылыми атау берген ағылшын ботаникі Джон Эллис, өсімдіктің аты типпитуичиттің чероки немесе каттава тайпаларынан шыққан жергілікті сөз болғанын жазды.

Еуропалықтардың ашылуы

1759 жылдың 2 сәуірінде Солтүстік Каролинаның колониялық губернаторы Артур Доббс ағылшын ботанигі Питер Коллинсонға жазған хатында өсімдіктің алғашқы жазбаша сипаттамасын жасады. Ол былай деп жазды: "Бізде кез келгенге тигенде жабылатын сезімтал шыбық тұтқыш бар. Ол 34-ші ендікте өседі, бірақ 35-ші ендікте өспейді. Мен оның тұқымдарын осы жерде сақтап қалуға тырысамын." Бір жылдан кейін Доббс 1760 жылдың 24 қаңтарында Брансуик қаласынан Коллинсонға жазған хатында өсімдік туралы толығырақ мәлімет берді. Өсімдіктер әлемінің ұлы кереметі – өте жаңа, әлі белгісіз сезімтал түр. Бұл – кішкентай өсімдік. Жапырақтары шардың тар бөлігіне ұқсас, екі бөліктен тұрады, көктемгі қапшықтың қақпағы сияқты, ішкі бөлігі сыртқа қарап, әрқайсысы тігізген жиектерімен (темір серіппелі түлкі тұзағы сияқты); жапырақтарға тиген немесе олардың арасына түскен кез келген нәрсе, олар бірден серіппелі тұзақтай жабылады және арасына түскен кез келген жәндікті немесе нәрсені ұстап алады. Ол ақ гүл береді. Мен осы таңғажайып өсімдікке "Шыбық тұтқыш сезімтал" деген ат бердім. Артур Доббс.

Бұл еуропалықтардың өсімдік туралы алғашқы толыққанды жазбасы болды. Бұл сипаттама Джон Эллистің 1768 жылдың 1 қыркүйегінде "Лондон журналына", ал 1768 жылдың 23 қыркүйегінде Карл Линнейге жазған хаттарынан бұрын жазылған. Онда ол өсімдікті сипаттап, оның ағылшынша атауын – Венера шыбық тұтқышы және ғылыми атауын – Дионаэа мускупула деп ұсынды.

Сипаттама

Венера құс аулаушысы – төрттен жеті жапырақтан тұратын розетка түрінде сипатталатын шағын өсімдік. Оның жапырақтары қысқа жер асты сабағынан өседі, ол көпіршік тәрізді түйін. Әрбір сабақтың максималды мөлшері жыл мезгіліне қарай үштен он сантиметрге дейін жетеді; гүлдегеннен кейін көбінесе мықты тұзақтары бар ұзын жапырақтар қалыптасады. Жеті жапырақтан көп жапырақты құс аулаушылар – жер астында бөлінген розеткалардан пайда болған топтамалар.

Ұшқыштарға тұзақ жапырақтары

Жапырақ бөлігі екі аймаққа бөлінеді: фотосинтезге қабілетті, жазық, жүрек пішіндес жапырақша және орталық тамырға тіреліп тұрған екі ұшқыш жапырақша, осы жапырақтардың өзі құрылысымен тұзақ болып табылады. Бұл жапырақшалардың үстіңгі бетінде қызыл антоциан пигменттері орналасқан, ал шеттерінен шырыш секрецияланады. Жапырақшалар жылдам қозғалысқа ие, олжаға тиген кезде жабылады. Тұтқыр механизм олжа үш түк тәрізді трихоманың біріне тигенде іске қосылады. Бұл механизм соншалықты маманданған, тірі олжаны, жаңбыр тамшылары сияқты тітіркендіргіштерден ажырата алады; екі триггерлік түк 20 секунд ішінде бір-бірінен кейін немесе бір түк екі рет жылдам тікелей тиісі керек. Жапырақшалардың шеттері қатты, түк тәрізді өскіндермен немесе кірпікшелермен жиектелген, олар бірігіп, ірі олжаның қашуына кедерес жасайды. Бұл өскіндер және триггерлік түктер (сезімтал түктер деп те аталады) осы өсімдіктің жақын туыстары – күнбағыс тұтқыштарында кездесетін сырғалармен гомологты болуы мүмкін. Ғалымдар тұзақтың Дрозера тұтқыштарына ұқсас, қағаз тұтқыштан пайда болғанын болжайды. Тордың саңылаулары кішкентай олжаның қашуына мүмкіндік береді, себебі олардан алынатын пайда оларды қорытуға кеткен шығыннан кем болады. Егер олжа тым кішкентай болса және қашып кетсе, тұтқыш әдетте 12 сағат ішінде қайта ашылады. Егер олжа тұтқыш ішінде қозғалса, ол нығыздалады және қорыту процесі жылдамырақ басталады. Жабылу жылдамдығы ылғалдылыққа, жарыққа, олжаның мөлшеріне және жалпы өсу жағдайларына байланысты өзгеруі мүмкін. Тұтқыштардың жабылу жылдамдығы өсімдіктің жалпы денсаулығының көрсеткіші ретінде қолданылуы мүмкін. Венера тұтқышы кейбір басқа етжегіш өсімдіктер сияқты ылғалға осы деңгейде тәуелді емес, мысалы, Непентес, Кефалотус, көптеген Гелиамфора және кейбір Дрозера. Венера тұтқышының жапырақшасының пішіні мен ұзындығы, жапырақтың жерге жазық жатуы немесе 40-60 градус бұрышпен жоғары көтерілуі әртүрлі болуы мүмкін. Төрт негізгі түрі бар: 'typica' – ең көп таралғаны, кең жатқан сабақтары бар; 'erecta' – жапырақтары 45 градус бұрышта; 'linearis' – тар сабақтары бар және жапырақтары 45 градус бұрышта; және 'filiformis' – өте тар немесе сызықты сабақтары бар. 'filiformis' түрінен басқа, олардың барлығы маусымға (жазда жатқан, көктемде қысқа немесе жартылай тік), фотопериодтың ұзындығына (көктемде ұзын, жазда қысқа) және жарық интенсивтілігіне (төмен жарықта кең, жарқын жарықта тар) байланысты кез келген өсімдіктің жапырақ өндірісінің кезеңдері болуы мүмкін.

Басқа бөлшектер

Өсімдіктің ұзын сабағының үстінде гүл бар, шамамен ұзын. Гүлге тер аралары, ұзын мүйізді қоңыздар және клеткалы қоңыздар сияқты әртүрлі ұшқыш жәндіктер тозаң шашады.

Тіршілік ету ортасы

Венераның құс аулаушысы азот пен фосфорға кедей ортада, мысалы, батпақтарда, ылғалды саванналарда және қамыс тоғайларында кездеседі. Шағын және баяу өсетін Венера құс аулаушысы отқа төзімді және бәсекелестерін басу үшін мерзімді өртеуге мұқтаж. Өрттің жойылуы оның табиғаттағы болашағына қауіп төндіреді. Ол ылғалды құмды және шымшақты топырақта өседі. Әлемнің көптеген аймақтарында сәтті отырғызылғанмен, ол тек Америка Құрама Штаттарының Солтүстік және Оңтүстік Каролина штаттарының жағалау батпақтарында, атап айтқанда Уилмингтон қаласынан 100 километр радиуста табиғи түрде өседі. Солтүстік Каролина штатындағы Жасыл батпақ – осы аймақтың бір мысалы. Флориданың солтүстігінде Венера құс аулаушысының табиғи популяциясы, ал Вашингтон штатының батысында енгізілген популяциясы бар. Топырақтың қоректік заттарға кедей болуы оның осындай күрделі тұзақтарға тәуелді болуының себебі: жәндіктердің жемі топыраққа жеткізе алмайтын ақуыз құру үшін қажетті азотты қамтамасыз етеді. Олар жұмсақ қыстарға төзімді және мұзды температурадан және қысқа күн ұзақтығынан сақтану үшін қыста тынығу кезеңіне мұқтаж. Венера құс аулаушысының жеткілікті жасанды жарықпен үй ішінде сақталғанда тынығуға мұқтаж деген жалған пікір бар. Дегенмен, көптеген кәсіби ет жейтін өсімдіктерді өсірушілер тынығуды ұсынады, ал тынығусыз өсірілген Венера құс аулаушысына дені сау болу үшін көбірек жарық, су және қоректік заттар қажет болуы мүмкін. Олар күнге толық көлеген өсімдіктер, әдетте жапырақ қалыңдығы 10% төмен жерлерде өседі. Олардың өсетін ортасы көбінесе басқа етқоректі емес өсімдіктердің тіршілік етуіне жеткіліксіз қоректік заттарға ие, немесе өсімдіктерді тазартып, көлеңкелі қабаттың дамуын болдырмайтын өрттердің жиі болуына бейім. Олар шөптесін өсімдіктермен, шөптермен, шпагнуммен және отқа тәуелді Арудиннария бамбуларымен бірге өседі. Тұрақты өрттің болуы оның өмір сүру ортасының маңызды бөлігі болып табылады, көптеген жерлерде D. muscipula-ның гүлдеуі үшін әр 3-5 жылда бір рет өрт болуы қажет. Өрттен кейін D. muscipula тұқымы күл мен құмды топырақта жақсы өнеді, ал көшеттер өрттен кейінгі ашық жағдайда жақсы өседі. Тұқымдар тынығу кезеңсіз бірден өнеді. 2019 жылғы мәліметтер бойынша, ол Солтүстік Каролина штатының Мур, Робсон және Леноир округтерінде, сондай-ақ Оңтүстік Каролина штатының Чарльстон және Джорджтаун округтерінде жойылған деп есептелді. Қалған популяциялар Солтүстік Каролина штатының Бофорт, Крейвен, Памлико, Картерет, Джонс, Онслоу, Дуплин, Пендер, Нью-Ханувер, Брансуик, Колумб, Блэден, Сампсон, Камберленд және Хок округтерінде, ал Оңтүстік Каролина штатының Хорри округінде сақталған. Дионаяның Дрозераның (жабысқақ тұзақты пайдаланатын етқоректі өсімдіктер) ата-бабаларынан дамығандығын ескере отырып, осы эволюциялық тармақтанудың себебі түсінікті. Дрозералар ұшатын кіші жәндіктерді, ал Дионеялар жердегі ірі жәндіктерді жейді. Дионеялар осы үлкен жәндіктерден көбірек қоректік заттарды ала алады. Бұл Дионеяға олардың жабысқақ тұзақты ата-бабаларына қарағанда эволюциялық артықшылық береді.

Ас қорыту

Егер ол қашып құтыла алмаса, ол жапырақшалардың ішкі бетін ынталандыруды жалғастырады, бұл жапырақшалардың шеттерін біріктіретін одан әрі өсу реакциясын тудырады, соңында тұзақты герметикалық түрде жабылып, ас қорыту үшін "асқазан" құрайды. Ас қорыту ферменттерінің бөлінуін жасмон қышқылы гормоны басқарады. Бұл гормон, ет жемейтін өсімдіктердегі өсімдіктерге қарсы қорғаныс механизмі ретінде, уларды бөліп шығаруды қозғастырады. Жапырақшалардағы ас қорыту бездері белсендірілгеннен кейін, ас қорыту бездері бөліп шығаратын гидролаза ферменттері арқылы ас қорыту катализденеді. Бұл ферменттердің бірі - GH18 хитиназасы, ол тұтқындалған жәндіктердің хитиннен тұратын экзоскелетін ыдыратады. Бұл ферменттің синтезі кем дегенде бес әрекет потенциалымен басталады, олар хитиназаның транскрипциясын ынталандырады. Окистендіруші ақуыздық модификация Дионаэа мускупуланың ас қорытуға дейінгі механизмі болуы мүмкін. Сулы жапырақ сығындылары құрамында нафтохинон пломбагины сияқты хинондар бар екені анықталды, олар әртүрлі NADH-қа тәуелді диафоразалармен байланысып, автоокистену кезінде супероксид пен сутек пероксидін түзетін болады. Мұндай тотықтырғыш өзгерістер жануарлар жасушаларының мембранасын бұзуы мүмкін. Плумбагин апоптозды, яғни Bcl-2 ақуыздар отбасының реттелуін тудыратыны белгілі. Дионаэа сығындылары диафоразалар мен NADH және сарысу альбуминінің (SA) қатысуымен алдын ала инкубацияланғанда, SA-ның кейінгі триптикалық қорытылуы жеңілдеді.

Эволюциялық тарих

Еттен қоректенетін өсімдіктер көбінесе шөптесін болып келеді, ал олардың тұзақтары бастапқы өсудің нәтижесінде пайда болады. Олар қалың қабық немесе ағаш сияқты оңай қазбаланатын құрылымдарды әдетте қалыптастырмайды. Осының салдарынан Дионея мен Альдрованданы, немесе олардың туыстастарын ортақ ата-тегі Дрозерамен байланыстыратын қадамдардың қазба қалдықтары табылмаған. Дегенмен, екі туыстың да филогенетикалық зерттеулеріне сүйене отырып, эволюциялық тарихты шамалауға болады. Ғлымгерлер күрделі тұзақ механизміне әкелетін бірнеше қадамдарды ұсынды: және жабысқақ бездерден ғана босап кету ықтимал. Сондықтан, Drosera falconeri сияқты кең жапырақты өсімдік, тұзағы мен сабақтарын сол бойына қозғауға бейімделген болуы керек, осылайша оның мұндай шалаңды ұстап алу және сақтап қалу мүмкіндігі артады. Толық оралып алғаннан кейін, одан құтылу одан да қиын болады.

Өсімдіктер

Венера құс аулаушысы – ең көп танылған және өсірілетін ет жейтін өсімдік, олар көбінесе үй өсімдіктері ретінде сатылады. Таңдалған генетикалық мутациялардың тіндерін өсіру арқылы әртүрлі сорттар (өсірілген түрлері) нарыққа шығарылды және бұл өсімдіктер коммерциялық нарықтар үшін көп көлемде өсіріледі. "Акай Рю" және "Саут-Вест Гиант" сорттары Корольдік бау-бақша қоғамының "Бау-бақшалық еңбек сіңіргендері" сыйлығына ие болды.

Қорғау

Көбінесе үй өсімдігі ретінде сату үшін кеңінен өсірілгенімен, D. muscipula табиғаттағы саны күрт азайды. Оның туған жеріндегі популяциясы 1979 жылдан бері 93%-ға төмендеген деп бағаланады.

Мәртебе

Бұл түрді АҚШ Балық және жабайы табиғат қызметі Құрып бара жатқан түрлер туралы заңға сәйкес қарастырып жатыр. Қазіргі қайта қарау 2018 жылы басталды, алғашқы "90 күндік" қарау шара қолдануға лайық болуы мүмкін деген қорытындыға келгеннен кейін. 1993 жылы жасалған бұрынғы қарау нәтижесінде өсімдік "әлсіз деректермен ұсынылатын потенциалды кандидат" деп танылды. IUCN Қызыл тізімі бұл түрді "әлсіз" деп санайды. Солтүстік Каролина штаты Dionaea muscipula-ны "Арнайы қорғауға алынған – әлсіз" түріне жатқызды. Бұл түр Жойылып бара жатқан түрлердің халықаралық саудасы туралы конвенцияның (CITES) II қосымшасымен қорғалады, яғни халықаралық сауда (оның ішінде бөліктері мен туындылары) CITES рұқсат беру жүйесі арқылы реттеледі. NatureServe 2018 жылғы қаралымында оны "Қауіпті" (G2) деп жіктеді. АҚШ Балық және жабайы табиғат қызметі Dionaea muscipula-ны қазіргі қарауды аяқтау мерзімін көрсеткен жоқ. Құрып бара жатқан түрлер туралы заң түрді қарау үшін екі жылдық мерзім белгілейді. Дегенмен, түрді тізімге енгізу процесі орташа есеппен 12,1 жылға созылады.

Қауіптер

Венера құс аулаушысы тек өте нақты жағдайларда ғана табиғатта кездеседі, ол үшін тегіс жер, ылғалды, қышқыл, қоректік заттарға кедей топырақ, толық күн сәулесі және орман өрттерінде жиі болатын жағдайлар қажет. Сондықтан ол көптеген түрдегі бұзылыстарға сезімтал. Мекендеу ортасының жоғалуы – түрге қатысты басты қауіп. Каролинаның жағалау аймақтарындағы адам саны қарқынды түрде өсуде. Мысалы, Солтүстік Каролина штатындағы Брансуик округі, Венера құс аулаушысының ең көп саны тіркелген аймақ, 2010 жылдан 2018 жылға дейін халық саны 27%-ға өсті. Халық санының өсуімен бірге тұрғын үйлер мен коммерциялық құрылыстар, сондай-ақ жолдар құрылысы құс аулаушының мекендеу ортасын тікелей жояды, ал жерді дайындауға байланысты ор қазу және суды кетіру айналасындағы топырақты құрғатып, түрдің тірі қалу мүмкіндігін жояды. D. muscipula әр 3-5 жыл сайын отты қажет етеді және жылдық өсімдіктердің жануынан ең жақсы өседі. Өрт кезінде құс аулаушылар мен олардың тұқымдары әдетте өледі, бірақ өрттен кейін пайда болатын күл мен толық күн сәулесінде тұқымдар тез өнеді. Ересек өсімдіктер мен жаңа көшеттер көбінесе олардың мекендеу ортасын сақтау үшін қажетті үнемі болатын өрттерде жойылғандықтан, D. muscipula-ның тірі қалуы жеткілікті тұқым өндіруге және күйген аймақтардан күйген мекендеу ортасына таралуға байланысты, бұл популяциялардың белгілі бір мөлшерін қажет етеді және кез келген популяцияның сәттілігін метапопуляция динамикасына тәуелді етеді. Бұл динамика шағын, оқшауланған популяцияларды жоюға әсіресе осал етеді, себебі егер өрт аймағына жақын жерде ересек өсімдіктер болмаса, өрттен кейін тұқымның көзі болмайды. 2014 жылы Солтүстік Каролина штаты Венера құс аулаушысын ұрлауды қылмыс деп жариялады. Одан бері бірнеше браконьерлер айыпталып, біреуі 970 Венера құс аулаушысын ұрлағаны үшін 17 айға түрмеге кесілді, ал тағы біреуі 2019 жылы 73 қылмыстық іс бойынша айыпталды. Браконьерлер ұсталған дарабасының қарапайым саны көрсеткенге қарағанда жабайы популяцияларға көбірек зиян келтіруі мүмкін, өйткені олар сайттағы ең үлкен өсімдіктерді таңдап алады, олар көбірек гүлдер мен жемістерге ие және сондықтан кішкентай өсімдіктерге қарағанда көбірек тұқым береді.

Альтернативтік медицинада

Венер құс аулаушысының экстракты нарықта емдік шөп ретінде, кейде "Карнивора" деп аталатын патенттелген дәрінің басты құрамы ретінде қолжетімді. Американдық Қатерлі ісіктер қоғамы мәлімдегендей, бұл өнімдер альтернативті медицинада әртүрлі ауруларды, оның ішінде ЖИТС, Крон ауруы және тері қатерлі ісігін емдеу үшін таныстырылады, бірақ қолда бар ғылыми деректер бұл талаптарды растамайды.