Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe Venus Flytraps werken

De Venus-vliegenval is een vleesetende plant die leeft door zijn prooi van kleine insecten zoals vliegen te verteren . Andia/Universal Images Group/Getty Images

Planten die andere wezens eten? Het klinkt als een genetisch experiment dat mislukt is. Maar er is eigenlijk niets onnatuurlijks aan; vleesetende planten bestaan ​​al miljoenen jaren op deze planeet.

Er zijn meer dan 500 verschillende soorten, met een eetlust variërend van insecten en spinnen tot kleine een- of tweecellige waterorganismen. Om als vleesetend te worden beschouwd, moet een plant insecten of ander dierlijk leven aantrekken, vangen, doden en verteren.

Eén vleesetende plant in het bijzonder spreekt tot de verbeelding van het publiek:de Venus vliegenvanger (Dionaea muscipula) . Veel mensen zien deze geweldige plant voor het eerst in actie tijdens hun basisschooltijd en zijn gefascineerd door zijn vreemde voedingsgewoonten en unieke uiterlijk.

Heb je je ooit afgevraagd wat er zou gebeuren als je je vinger in de open bladeren van een Venus-vliegenvanger zou steken, of hoe de plant zo'n vreemde naam kreeg? In dit artikel beantwoorden we deze vragen, en nog veel meer.

Inhoud
  1. Flytrap-achtergrond
  2. Het namenspel
  3. Wat ze eten
  4. Mens versus Flytrap
  5. Binnenin de Venus Flytrap
  6. Een vangst verteren
  7. Vliegenvallen thuis kweken

Flytrap-achtergrond

Hoewel de Venus-flytrap mensen over de hele wereld heeft gefascineerd, groeien wilde populaties Venus-flytrap-planten feitelijk in een ongelooflijk klein geografisch gebied. In het wild worden ze gevonden in een gebied van 194 vierkante kilometer langs de kust van Noord- en Zuid-Carolina.

Binnen dit gebied zijn de planten verder beperkt tot het leven in vochtige, natte en zonnige moerassen en waterrijke gebieden. Omdat Venus-vliegenvallen zo schaars zijn, twijfelden sommige vroege plantkundigen aan hun bestaan, ondanks alle verhalen die de ronde deden over een vleesetende plant.

Venusvliegenvallen zijn ongeveer 65 miljoen jaar geleden ontstaan ​​uit eenvoudigere vleesetende planten, en het fossielenbestand suggereert dat hun voorouders veel wijdverspreider waren, vooral in Europa.

Het namenspel

Hoe kwam de plant dan aan de intrigerende naam Venus Flytrap? Het is niet zo moeilijk om je voor te stellen hoe 'flytrap' verband houdt met zijn insectenvangvermogen, maar 'Venus' is minder duidelijk.

Volgens de International Carnivorous Plant Society is de oorsprong van de naam behoorlijk luguber. De Flytrap van Venus werd voor het eerst bestudeerd in de 17e en 18e eeuw, toen de maatschappelijke zeden wat puriteiner waren dan nu, en enigszins geobsedeerd waren door menselijke driften en zonden. Vooral vrouwen werden vaak afgeschilderd als verleidsters, begerig naar macht.

De plantkundigen van die tijd vonden kennelijk een parallel tussen de valstrik van de plant – het vangen en verteren van insecten – en bepaalde aspecten van de vrouwelijke anatomie en het vrouwelijke gedrag. Zo gaat het verhaal dat ze de plant vernoemden naar Venus, de heidense godin van de liefde en het geld.

Wat ze eten

Als je de musical 'Little Shop of Horrors' hebt gezien, heb je misschien een slechte indruk gekregen van wat echt een mooie plant is. Terwijl Audrey II, de gemuteerde vliegenval in de film, een voorliefde voor mensen ontwikkelde, voeden de meeste vleesetende planten zich selectief met insecten en spinachtigen zoals spinnen, vliegen, rupsen, krekels en naaktslakken.

Als andere planten kunnen gedijen op gassen in de lucht en water uit de bodem, waarom eten Venus-vliegenvallen dan insecten? Flytraps krijgen een groot deel van hun levensonderhoud, net als andere planten, door het proces van fotosynthese.

Tijdens fotosynthese gebruiken planten de energie van de zon om een ​​reactie op gang te brengen waarbij kooldioxide en water worden omgezet in suiker en zuurstof. De geproduceerde suiker wordt vervolgens omgezet in energie in de vorm van ATP, via dezelfde processen die door ons lichaam worden gebruikt om koolhydraten te verwerken.

Naast het synthetiseren van glucose moeten planten echter ook aminozuren, vitamines en andere cellulaire componenten aanmaken om te overleven. In de kustmoerassen waar Venus-vliegenvallen de voorkeur aan geven, is de grond zuur en zijn mineralen en andere voedingsstoffen schaars. De meeste planten kunnen in deze omgeving niet overleven omdat ze niet genoeg bouwstenen kunnen aanmaken die nodig zijn voor groei.

De Flytrap van Venus heeft het vermogen ontwikkeld om in deze unieke ecologische niche te gedijen door een alternatieve manier te vinden om belangrijke voedingsstoffen zoals stikstof binnen te krijgen. Levende wezens zoals insecten vormen een goede bron van de voedingsstoffen die in de bodem ontbreken, en ze bevatten ook extra energierijke koolhydraten.

Mens versus Flytrap

Terwijl onze verbeelding enorme, mensenetende, dodelijke planten bedenkt, vormen wij de echte bedreiging voor het voortbestaan ​​van Dionaea muscipula en andere vleesetende planten. De vliegenvanger is in het wild bedreigd als gevolg van oververzameling door vliegenvangers, drooglegging en vernietiging van de natuurlijke wetlands waar ze groeien en vervuiling.

Op het moment dat ik dit schrijf, in oktober 2023, is er nog steeds een statusbeoordeling gaande met betrekking tot de Venus-flytrap. In oktober 2016 werd de USFWS verzocht om de Flytrap van Venus op de lijst van bedreigde diersoorten te plaatsen onder de Endangered Species Act.

In het wild kan de plant alleen worden gevonden in een gebied van 194 vierkante kilometer van de bovengenoemde staten North en South Carolina. Dit vertegenwoordigt minder dan een derde van het historische verspreidingsgebied van soorten. In 2020 zijn er nog maar ongeveer 302.000 Venus-vliegenvallen over van een wilde populatie van 4 miljoen in de jaren zeventig.

Volgens de Native Plant Conservation Campaign "is overmatig verzamelen uit het wild een belangrijke secundaire bedreiging voor deze soort. Omdat vermeerderde planten relatief goedkoop zijn en verkrijgbaar zijn bij veel kwekerijen en tuincentra, is het enigszins onduidelijk wat de drijvende kracht achter grootschalige stroperij is." van Venus-vliegenvallen, maar het is grootschalig en wijdverbreid."

Daarom staat er in de Carolinas een flinke boete op het weghalen van Venus-vliegenvallen uit hun natuurlijke habitat. Douaneagenten op Baltimore-Washington International Airport hebben ooit een koffer onderschept met daarin 9.000 gestroopte vliegenvallen die op weg waren naar Nederland, waar ze zouden worden vermeerderd of verkocht.

En in maart 2019 betrapten agenten van de NC Wildlife Resources Commission een man die 216 Venus-vliegenvallen stroopte. Hij werd beschuldigd van 73 misdrijven en werd vastgehouden op een borgsom van $ 750.000. Geen woord over de uitkomst van zijn zaak, maar je kunt zien dat de autoriteiten het stropen van vliegenvangers niet lichtvaardig opvatten.

Maar je kunt Venus-vliegenvallen kopen bij een groot aantal kwekerijen, en het bezit van een van deze zal je niet in de problemen brengen met de wet.

Binnenin de Venus Flytrap

Deze foto, genomen op 24 maart 2021, toont een dode vlieg gevangen in een Venus-vliegenvalplant in een laboratorium in Singapore. Wetenschappers gebruiken Venus-vliegenvallen om een ​​hightech systeem te ontwikkelen voor communicatie met vegetatie. ROSLAN RAHMAN/AFP/Getty Images

Vleesetende planten moeten insecten kunnen aantrekken, insecten kunnen vangen, onderscheid kunnen maken tussen voedsel en non-food en hun prooi kunnen verteren.

Al deze stappen worden bereikt door middel van eenvoudige mechanische en chemische processen. In tegenstelling tot ons hebben planten geen hersenen of zenuwstelsel om hun fysiologische functies te coördineren en hen te vertellen dat ze honger hebben, dus moeten ze een burger kopen bij de dichtstbijzijnde fastfoodrestaurant.

Planten hebben ook geen complexe spieren en pezen om voedsel vast te pakken, erop te kauwen, door te slikken en te verwerken. De Venus Flytrap voltooit het hele proces door middel van een gespecialiseerde set bladeren die zowel mond als maag in één zijn.

Prooi verleiden

De meeste planten beschikken over een mechanisme om dieren en insecten aan te trekken, ongeacht of ze wel of niet van plan zijn hun gasten te verorberen. Niet-vleesetende planten hebben bijvoorbeeld intense geuren of stroperige sappen ontwikkeld om bijen, vlinders en andere insecten aan te trekken; de planten gebruiken deze insecten vervolgens om het stuifmeel over te brengen dat nodig is om naburige planten van dezelfde soort te bevruchten.

In het geval van de Venus-vliegenval scheidt het bladoppervlak dat de val vormt een zoete nectar af die insecten aantrekt die op zoek zijn naar voedsel.

Prooi vangen

Wanneer een insect op de val landt of kruipt, is de kans groot dat het tegen een van de zes korte, stijve haartjes aan de binnenkant van de val aanloopt. Dit worden triggerharen genoemd en dienen als primitieve bewegingsdetector voor de plant. Als twee van deze kleine haartjes kort achter elkaar worden geborsteld, of één haar twee keer wordt aangeraakt, sluiten de bladeren zich binnen een halve seconde op het schadelijke insect.

Wat zorgt ervoor dat de bladeren dichtklappen? Niemand weet precies hoe de opeenvolgende, mechanische stimulatie van de trekkerharen zich vertaalt in het sluiten van de val. De heersende hypothese van de dag is dat:

  1. Cellen in een binnenlaag van het blad zijn erg samengedrukt. Hierdoor ontstaat spanning in het plantenweefsel dat de val openhoudt.
  2. Mechanische beweging van de triggerharen brengt ATP-aangedreven veranderingen in de waterdruk in deze cellen in beweging.
  3. De cellen worden ertoe aangezet uit te zetten door de toenemende waterdruk, en de val sluit zich naarmate het plantenweefsel ontspant.
Een vliegenvanger van Venus toont trots een succesvolle insectenvangst. GUILLERMO LEGARIA/AFP/Getty Images

Is het eetbaar?

Zelfs zonder hersenen die kunnen analyseren wat hij eet, slaagt de venusvliegenval er nog steeds in onderscheid te maken tussen insecten en niet-eetbaar afval dat in zijn val zou kunnen vallen. Deze stap wordt ook bemiddeld door de zes gevoelige triggerharen.

Een insect dat gevangen zit in de gedeeltelijk gesloten val zal blijven rondscharrelen in een poging te ontsnappen. Het is gegarandeerd dat ten minste één (zo niet alle) triggerharen worden aangepast door de beweging van het insect. Sorry dat je energie verspilt, kleine insectenvriend! Dit dient als signaal om de val volledig te sluiten.

Levenloze voorwerpen zoals stenen, twijgen en bladeren die in de val vallen, of voorwerpen die daar worden geplaatst (welk kind kan het weerstaan ​​om de punt van zijn potlood in de val te steken om hem van dichtbij te bekijken?) zullen niet bewegen en de trekkerharen afvuren. Als er geen verdere stimulatie van het haar plaatsvindt, blijft de val in gedeeltelijk gesloten toestand totdat de spanning in de bladeren van de val kan worden hersteld.

Dit proces duurt ongeveer 12 uur, waarna de bladeren zich weer uit elkaar spreiden. Het ongewenste voorwerp valt eruit als de bladeren weer opengaan, of wordt door de wind weggeblazen.

Het selectieproces is uiteraard niet perfect; terwijl de val buiten gebruik is, kan er echt voedsel in de vorm van vliegen en spinnen rond de plant kruipen. Stel je voor dat je 12 uur lang met een kippenbot of perzikpit in je mond zou moeten zitten, terwijl de rest van je diner voor je op tafel zou staan!

Het verschil is dat jij je bewust bent van wat je eet, terwijl de Venus Flytrap een passieve deelnemer is bij het kiezen van wat hij gaat eten voor het avondeten.

Het proces is eigenlijk een handige manier voor de Venus-vliegenvanger om twee problemen te omzeilen:hij heeft geen hersenen om hem te vertellen dat hij op iets oneetbaars bijt, en hij heeft niet de spieren om het uit te spugen.

Een vangst verteren

Zodra de val volledig sluit, vormen de bladeren een luchtdichte afsluiting, zodat spijsverteringsvloeistoffen en insectendelen in de val blijven en bacteriën en schimmels er niet in kunnen komen.

Om ervoor te zorgen dat de gevangen insecten opgesloten blijven, zijn de randen van de bladeren van de plant voorzien van vingerachtige trilhaartjes die samenkomen als de bladeren dichtgedrukt worden. Door deze lange, haarachtige uitsteeksels lijkt het alsof de plant stekelige tanden heeft, maar de trilhaartjes worden eigenlijk alleen gebruikt om de val dicht te sluiten.

Er is een bovengrens aan de grootte van het insect dat de val kan huisvesten. De vallen zijn hoogstens ongeveer 2,54 centimeter lang, en een insect zou idealiter ongeveer een derde van deze grootte moeten zijn.

Als een insect te groot is, kan de val niet goed genoeg afsluiten om bacteriën en schimmels buiten te houden. Zodra bacteriën en schimmels binnenkomen, kunnen ze zich vermenigvuldigen terwijl ze zich tegoed doen aan het ontbindende insect, en de bladeren van de val zullen ook bezwijken voor de aanval. De val wordt zwart als de bladeren rotten, en het hele ding zal uiteindelijk gewoon van de plant vallen.

Venusvliegenvallen kunnen het verdragen dat er hier en daar een val verloren gaat, omdat de plant uiteindelijk nieuwe kan laten ontkiemen. Net als een fabrikant van huishoudelijke producten heeft de natuur de vallen ontworpen met geplande veroudering. Na ongeveer 10 tot 12 sluitingen (gedeeltelijk of volledig) verliezen de vallen het vermogen om iets te vangen.

De bladeren blijven wijd opengespreid, en in plaats van het ritueel van het aantrekken van insecten en het opeten ervan te doorlopen, wijdt de voormalige val zijn energie aan het fotosyntheseproces voor de rest van zijn levensduur, meestal ongeveer twee tot drie maanden.

Op deze manier kan de plant, als een val herhaaldelijk wordt gestimuleerd door niet-eetbare voorwerpen, een deel van de energie en ATP terugwinnen die verloren gaat bij het openen en sluiten van de val gedurende de tijd dat hij zich uitsluitend op fotosynthese concentreert.

Maar terug naar het avondeten. Zodra het insect stevig in de val zit, kan het verteringsproces beginnen. De val doet nu dienst als miniatuurmaag. Net als onze magen scheidt de val zure spijsverteringssappen af ​​die de zachte weefsels en celmembranen van het voedsel oplossen, dienen als een antiseptisch middel om kleine hoeveelheden bacteriën te doden die per ongeluk worden gegeten of ingesloten in het voedsel en enzymatisch DNA, aminozuren en andere stoffen verteren. cellulaire moleculen in kleine stukjes die door de plant kunnen worden opgenomen.

Deze spijsverteringssappen worden afgescheiden door klieren aan de binnenkant van de val, rechtstreeks op de gevangen prooi. Gedurende een periode van vijf tot twaalf dagen wordt het insect in deze sappen gebaad, waarbij het insect wordt verteerd en voedingsstoffen worden onttrokken. De tijd die dit kost, is afhankelijk van:

  • Grootte van het insect :Hoe groter het is, hoe langer het duurt om af te breken.
  • Leeftijd van de val :Het spijsverteringsvocht wordt na elke vertering gerecycled, en een oudere val kan een wat zwakkere mix van zuur en enzymen afscheiden.
  • Temperatuur :De omgevingstemperatuur kan de snelheid van de ontbinding beïnvloeden, en tot op zekere hoogte zorgt een stijgende temperatuur ervoor dat enzymatische processen veel vlotter verlopen.

Het proces gaat door totdat het enige dat overblijft van het insect zijn harde exoskelet is. (In tegenstelling tot mensen en andere gewervelde dieren, die een intern stijf skelet hebben dat is gemaakt van verkalkt botweefsel, gebruiken insecten en spinachtigen een flexibeler, extern exoskelet om hun lichaam te beschermen en het raamwerk voor hun lichaam te vormen.)

Zodra de voedingsstoffen uit het zure bad zijn opgebruikt, neemt de plant het spijsverteringsvocht opnieuw op. Dit dient als signaal om de val te heropenen, en de overblijfselen van het insect worden meestal weggespoeld door de regen of weggeblazen door de wind.

Thuis vliegenvangers kweken

Vleesetende Venus-vliegenvallen kunnen in een terrarium leven zolang ze een voedselbron, vochtigheid, zure grond en een constante temperatuur. Timof/Shutterstock

Tenzij je woont waar Venus-vliegenvallen van nature groeien, kun je er waarschijnlijk niet zomaar één in de grond in je tuin ploffen en hem zien groeien. Als u echter bereid bent wat tijd en moeite te investeren, kunt u thuis gecultiveerde variëteiten zeker kweken.

De basisregel voor het kweken van Venus-vliegenvallen is het nabootsen van de omstandigheden waarin ze normaal gesproken gedijen. Dit betekent dat ze zich in een omgeving moeten bevinden met enkele specifieke kenmerken.

Vochtig

Als je in een gebied woont dat bekend staat om zijn vochtigheid, zoals de tropen of het zuidoosten van de Verenigde Staten, kun je deze planten waarschijnlijk in een eenvoudige pot kweken, net als gewone bekerplanten.

In gebieden met een lage luchtvochtigheid, zoals het zuidwesten van de Verenigde Staten, moet je echter investeren in een klein terrarium. Met een terrarium kweek je planten in een transparante container met losse deksel die vocht vasthoudt en de lucht vochtig houdt en toch voldoende zonlicht binnenlaat.

Nat

U zult de grond in de pot of het terrarium regelmatig moeten controleren om er zeker van te zijn dat deze nooit uitdroogt. Maar je moet het ook niet overdrijven; Venusvliegenvangers hebben vochtige grond nodig om hun wortels nat te houden, maar ze willen niet ondergedompeld worden in water!

Zuur

Je moet naar een tuinwinkel gaan en een mengsel van veenmos en zand kopen met een voedingsgehalte dat vergelijkbaar is met dat van een moeras. Vergeet de advertenties die je op tv hebt gezien voor meststoffen om grote, gezonde planten te laten groeien. Venus-vliegenvallen worden slechts ongeveer 13 centimeter hoog, met ongeveer vier tot acht vallen per plant.

Als je overtollige voedingsstoffen aan je Venus-vliegenval toevoegt om hem groter te maken, kan het zijn dat je de groei ervan eerder belemmert dan bevordert, omdat de plant is geëvolueerd om te gedijen in voedselarme omgevingen.

Vol insecten

Als uw plant in een terrarium of binnenshuis groeit, waar er geen overvloedig aanbod is van spinnen, vliegen en andere vliegenvanger-lekkernijen, moet u deze zelf verzorgen. Hun eetlust is niet vraatzuchtig; twee of drie kleine vliegende insecten (zoals een huisvlieg) per maand zijn voldoende.

Als uw plant niet buiten staat, moet u mogelijk ook de restjes na een maaltijd handmatig opruimen; zonder regen en wind die helpen bij de verspreiding ervan, zal het exoskelet – de restjes van het avondeten – wellicht niet volledig worden verwijderd uit de val van deze bedreigde soort.

Veel meer informatie

Gerelateerde artikelen

  • Hoe spinnen werken
  • Hoe muggen werken
  • Hoe dierencamouflage werkt
  • Hoe gras werkt
  • Hoe regenwouden werken
  • Wat is kunstmest en waarom hebben planten het nodig?
  • Hoe fungeren de strepen van een zebra als camouflage?

Meer geweldige links

  • Veelgestelde vragen over vleesetende planten
  • Vleesetende plantenforum
  • Waar kun je Venus Flytraps kopen
  • Een terrarium ontwerpen en bouwen
  • Zeldzame Venus Flytrap heeft een betere toekomst dankzij erfdienstbaarheden