Bugün öğrendim ki: Venüs sinekkapanlarının çenelerini yalnızca "ağızlarındaki" iki "tüy"e ~20 saniye içinde dokunulduğunda kapattığını ve yalnızca beş tüy tetiklendiğinde sindirime başladığını. Bu, enerjilerini yalnızca canlı avı tüketmeye çalışarak harcamalarını sağlamaya yardımcı olur.
Etçil bitki türü
Bu makale, bitki hakkında; diğer kullanımlar için bkz. Venüs Sinek Kapanı (anlamların ayrımı).
Venüs Sinek Kapanı Yaprağı Bilimsel sınıflandırma Krallık: Plantae Takson: Tracheophytes Takson: Angiosperms Takson: Eudicots Sınıf: Caryophyllales Aile: Droseraceae Cins: Dionaea
Sol. ex J.Ellis 1768 Tür:
D. muscipula
İsim Dionaea muscipula
J.Ellis
Dağılım Eş anlamlılar[3]
Dionea Raf., yazım varyantı
Dionaea corymbosa
(Raf.) Steud. (1840)
Dionaea crinita
Sol. (1990) eşanlamlı olarak
Dionaea dentata
D'Amato (1998) tanım olmadan yayınlanan isim
Dionaea heterodoxa
D'Amato (1998) nom.nud.
Dionaea muscicapa
St.Hil. (1824) sphalm.typogr.
Dionaea sensitiva
Salisb. (1796)
Dionaea sessiliflora
(Raf.) Steud. (1840)
Dionaea uniflora
(Raf.) Steud. (1840)
Drosera corymbosa
Raf. (1833)
Drosera sessiliflora
Raf. (1833)
Drosera uniflora
Raf. (1833)
Venüs Sinek Kapanı (Dionaea muscipula), Amerika Birleşik Devletleri'nin Doğu kıyısındaki Kuzey Karolina ve Güney Karolina'nın ılıman ve subtropikal bataklıklarında doğal olarak yetişen bir etçil bitkidir.[4] Çeşitli modern melezler kültürde üretilmiş olsa da, D. muscipula tek tip cins Dionaea'nın tek türüdür. Su çarkı bitkisi (Aldrovanda vesiculosa) ve kozmopolit sünbül bitkileri (Drosera) ile yakından ilgilidir, hepsi Droseraceae ailesine aittir.[5] Dionaea, avını - esasen böcekler ve örümcekler - bitkinin her bir yaprağının uç kısmı tarafından oluşturulan "çene" benzeri bir kavrama yapısıyla yakalar; bir böcek açık yapraklara temas ettiğinde, avın hareketlerinden kaynaklanan titreşimler, iç yüzeylerindeki küçük kıllar aracılığıyla ("tetik kılları" veya "duyarlı kıllar") "çenelerin" kapanmasına neden olur. Ayrıca, bir böcek veya örümcek bu kıllardan birine dokunduğunda, tuzak kapanmaya hazırlanır ve ilk teması takiben yaklaşık yirmi saniye içinde ikinci bir kılığa dokunulması durumunda avı tamamen kapatır. Tetikler, ilk temas sonrası 1/10 saniye kadar hızlı gerçekleşebilir.[6]
Bu mekanizmadaki tekrarlanan, görünürde gereksiz tetikleme gerekliliği, enerji kaybına karşı bir güvenlik önlemi olarak ve besin değeri olmayan nesnelerin yakalanmasını önlemek içindir; bitki, beş tetikleme daha etkinleştirildikten sonra sindirimi başlatacaktır, böylece tüketime değer canlı bir av yakalamış olduğunu garanti eder. Bu kıllar ayrıca bir ısı sensörüne sahiptir. Örneğin, orman yangını kılların kapanmasına neden olur, böylece bitki yaz yangınlarına karşı daha dirençli hale gelir.[7]
Geniş ölçüde satılmak için yetiştirilirken, Venüs Sinek Kapanı'nın doğal yaşam alanı popülasyonu hızla azalmaktadır.[8] 2017'den itibaren, ABD Balık ve Yaban Hayatı Servisi tarafından tür, Tehlike Altındaki Türler Yasası incelemesi altındaydı.[9]
Etimoloji
Bitkinin ortak adı (başlangıçta "Venüs'ün sinek kapanı") aşk tanrıçası Venüs'e atıfta bulunur. Cins adı, Dionaea ("Dione'nin kızı"), Yunan aşk tanrıçası Afrodit'e [daha fazla açıklama gerekli], tür adı muscipula ise hem "fare kapanı" hem de "sinek kapanı" anlamına gelen Latince bir kelimedir.[10][11] Latince muscipula ("fare kapanı") kelimesi mus ("fare") ve decipula ("tuzak") kelimelerinden türetilmiştir, muscipula ("sinek kapanı") kelimesi ise musca ("sinek") ve decipula'dan türetilmiştir.[12][13][11]
Tarihsel olarak, bitki ayrıca muhtemelen bitkinin insan dişi üreme organlarına benzerliğine gönderme yapan "tipitiwitchet" veya "tippity twitchet" argosu ile de bilinirdi.[10][14] Bu terim, tippet ve witchet'ten (vajina için eski bir terim) türetilen tippet-de-witchet terimine benzer.[15][16] Buna karşılık, bitkiye 1768'de bilimsel adını veren İngiliz botanikçi John Ellis, tippitywichit bitki adının Cherokee veya Catawba'dan gelen yerli bir kelime olduğunu yazmıştır.[11][17] Amerikan Yerlileri El Kitabı'na göre bitkinin adı Renape kelimesi titipiwitshik'ten ("(yapraklar) etrafında (veya içine) sarılan") türetilmiştir.[18][19]
Avrupalılar Tarafından Keşfedilmesi
2 Nisan 1759'da, Kuzey Karolina sömürge valisi Arthur Dobbs, bitkinin ilk yazılı tanımını İngiliz botanikçi Peter Collinson'a yazdığı bir mektupta yaptı.[20] Mektupta şunları yazdı: "Burada bir çeşit yakalama sineği hassas bitkimiz var; ona dokunan her şeye kapanıyor. 34. enlemde, ancak 35. enlemde değil, yetişiyor. Burada tohumu kurtarmaya çalışacağım."[17][21] Bir yıl sonra, Dobbs, 24 Ocak 1760 tarihli Brunswick'ten Collinson'a yazdığı bir mektupta bitki hakkında daha ayrıntılı bilgi verdi.[22][23][24]
Bitki krallığının büyük harikası, çok garip, bilinmeyen bir hassas türüdür. Cüce bir bitkidir. Yapraklar, dışarıya doğru içbükey bir kısım olan bir yay şeklinin dar bir parçası gibi, bir yaylı cüzdanın kapağı gibi iki parçadan oluşur; her biri girintili kenarlarla (demir yaylı bir tilki kapanı gibi) geriye düşer; yapraklara veya aralarına düşen herhangi bir şeye dokunulmasıyla anında yaylı bir tuzak gibi kapanırlar ve aralarına düşen herhangi bir böceği veya herhangi bir şeyi hapsederler. Beyaz çiçek açar. Bu şaşırtıcı bitkiye Sinekkapan Hassası adını verdim.
— Arthur Dobbs
Bu, bitkinin Avrupalılar tarafından ilk ayrıntılı kaydedilen bildirimiydi. Bu açıklama, bitkinin 1768'de John Ellis'in Londra Dergisi'ne yazdığı mektuptan [11] ve 23 Eylül 1768'de Carl Linnaeus'a yazdığı mektuptan [25] önce gerçekleşmişti. Bu mektuplarda bitki tanımlanmış ve İngiliz adı Venüs Sinek Kapanı ve bilimsel adı Dionaea muscipula önerilmişti.[26]
Açıklama
Venüs Sinek Kapanı, aslında soğan benzeri bir nesne olan kısa yeraltı gövdesinden çıkan dört ila yedi yaprağın rozet şeklinde bir bitkidir. Her gövde, yıla bağlı olarak yaklaşık üç ila on santimetre büyüklüğe ulaşır;[27] daha güçlü tuzaklar içeren daha uzun yapraklar genellikle çiçeklenme sonrası oluşur. Yediden fazla yaprağı olan sinekkapanlar, yer altında bölünmüş rozetler tarafından oluşturulan kolonilerdir.
Sinek kapanı yaprakları
Yaprak bıçağı, düz, kalp şeklinde fotosentez yapabilen bir yaprak sapı ve ortasından menteşeli, tuzağı oluşturan iki terminal lobdan oluşur (gerçek yaprak). Bu loblaların üst yüzeyi kırmızı antosiyanin pigmentleri içerir ve kenarları mukus salgılar. Loblar, av tarafından uyarıldığında çabucak kapanarak hızlı bitki hareketleri gösterir. Yakalama mekanizması, her iki lobların üst yüzeyinde bulunan üç kılığa benzer trikome ile temasa geçtiğinde tetiklenir. Mekanizma, düşen yağmur damlaları gibi canlı av ve cansız uyaranlar arasında ayrım yapabilecek kadar özel bir yapıdadır; iki tetik kılığına, birbirini takip eden 20 saniye içinde dokunulması veya bir kıla ardı ardına hızlıca dokunulması gerekir,[28] bu da tuzak lobunun tipik olarak onda bir saniyede kapanması anlamına gelir.[29] Lobların kenarları, bir araya gelen ve büyük avın kaçmasını engelleyen sert, kıllar benzeri çıkıntılar veya silyalar ile çevrilidir. Bu çıkıntılar ve tetik kılları (duyarlı kıllar olarak da bilinir), bu bitkinin yakın akrabaları olan sünbül bitkilerinde bulunan dokunaçlarla muhtemelen homologdur. Bilim insanları, çabuk kapanan tuzakların, Drosera'nınkine benzer yapışkan tuzaklardan evrimleştiği sonucuna vardılar.[30]
Ağ yapısındaki delikler, muhtemelen bunlardan elde edilecek faydanın onları sindirmenin maliyetinden daha az olması nedeniyle küçük avların kaçmasına izin verir. Av çok küçük ve kaçarsa, tuzak genellikle 12 saat içinde yeniden açılır. Eğer av tuzakta hareket ederse, sıkışır ve sindirim daha hızlı başlar.
Kapanma hızı, nem miktarı, ışık, avın büyüklüğü ve genel yetiştirme koşullarına bağlı olarak değişebilir. Tuzakların kapanma hızı, bitkinin genel sağlığı hakkında bir gösterge olarak kullanılabilir. Venüs sinekkapanları, Nepenthes, Cephalotus, çoğu Heliamphora ve bazı Drosera gibi bazı diğer etçil bitkiler kadar nem bağımlı değildir.
Venüs sinekkapanları, yaprak sapı şekli ve uzunluğunda ve yaprakların yerde yatıp yatmadığı veya yaklaşık 40-60 derecelik bir açıyla uzandığı konusunda farklılıklar gösterir. Dört ana form vardır: en yaygın olanı 'typica', geniş yatan yaprak saplarıyla; 45 derecelik bir açıyla yaprakları olan 'erecta'; 45 derecelik bir açıyla dar yaprak sapları olan 'linearis'; ve son derece dar veya ince yaprak sapları olan 'filiformis'. 'filiformis' hariç, bunların hepsi, mevsime (yazın yatan, ilkbaharda kısa, ilkbaharda yarı dik), fotoperiyod uzunluğuna (ilkbaharın uzun yaprak sapları, yazın kısa) ve ışık yoğunluğuna (düşük ışık yoğunluğunda geniş yaprak sapları, parlak ışıkta dar) bağlı olarak herhangi bir bitkinin yaprak üretimindeki aşamalar olabilir.[kaynak gerekli]
Diğer parçalar
Bitki ayrıca yaklaşık 15 cm uzunluğunda uzun bir sapın üzerinde bir çiçek taşır. Çiçek, terli arılar, uzun boynuzlu böcekler ve kareli böcekler gibi çeşitli uçan böcekler tarafından tozlanır.[31]
Yaşam alanı ve dağılım
Yaşam alanı
Venüs Sinek Kapanı, bataklıklar, ıslak savanlar ve kamışlıklar gibi azot ve fosfor bakımından fakir ortamlarda bulunur. Boyu kısa ve büyümesi yavaş olan Venüs Sinek Kapanı, yangına iyi tolerans gösterir ve rekabetini bastırmak için düzenli yangınlara bağımlıdır.[32] Yangın söndürme, vahşi doğadaki geleceğini tehdit eder.[33] Nemli kumlu ve turbalı topraklarda yaşar. Dünyanın birçok yerinde başarıyla nakledilmiş ve yetiştirilmiş olsa da, yalnızca Amerika Birleşik Devletleri'nin Kuzey ve Güney Carolina'sının kıyı bataklıklarında, özellikle Kuzey Karolina Wilmington'ın 100 kilometrelik (60 mil) yarıçapı içinde doğal olarak bulunur.[34] Bunlardan biri Kuzey Karolina'nın Yeşil Bataklığıdır. Ayrıca Kuzey Florida'da doğallaşmış Venüs Sinek Kapanı popülasyonu ve ayrıca Batı Washington'da tanıtılmış bir popülasyonu da var gibi görünüyor.[35][36] Topraktaki besin yoksunluğu, bu kadar karmaşık tuzaklara dayanmasının nedenidir: böcek avı, toprağın sağlayamadığı protein oluşumu için gerekli olan azotu sağlar. Hafif kışlara dayanır ve don olayları ve düşük fotoperiyotlara dayanmak için kış uykusuna girme dönemi gerektirir. Venüs Sinek Kapanı'nın, yeterli yapay ışık altında evde tutulduğu takdirde kış uykusuna ihtiyacı olduğu yaygın bir yanılgıdır.[37] Bununla birlikte, çoğu profesyonel etçil bitki yetiştiricisi kış uykusunu önerir ve kış uykusuna girmeden yetiştirilen Venüs sinekkapanları, sağlıklı kalmak için daha fazla ışık, su ve gıdaya ihtiyaç duyabilir.[38]
Genellikle sadece %10'dan az örtüye sahip alanlarda bulunan tam güneş bitkileridir.[8] Refah gösterdikleri yaşam alanları tipik olarak çok sayıda otsu bitki için yeterince besin yoksundur veya bitki örtüsünü düzenli olarak temizleyen ve gölgeli bir üst örtünün gelişmesini engelleyen yangınlar tarafından sıklıkla rahatsız edilir. Otsu bitkiler, otlar, sfagnum ve yangına bağımlı Arundinaria bambu türleri ile birlikte yaşayabilir.[39] Düzenli yangın rahatsızlığı, D. muscipula'nın gelişebilmesi için çoğu yerde her 3-5 yılda bir gerekli olan yaşam alanının önemli bir parçasıdır. Yangın sonrası D. muscipula tohumları kül ve kumlu topraklarda iyi filizlenir ve fideler yangın sonrası açık koşullarda iyi gelişir. Tohumlar, uyku dönemi olmadan hemen filizlenir.[8]
Dağılım
Dionaea muscipula, ABD'nin Kuzey ve Güney Karolina'sının kıyı ovaları boyunca doğal olarak sadece Kuzey Karolina Wilmington'ın 90 km (56 mil) yarıçapı içinde bulunan mevcut tüm yerlerde görülür.[9] 1958 tarihli bir herbaryum örnekleri ve eski belgelerin incelemesi, Kuzey ve Güney Karolina'nın 21 ilçesinde D. muscipula'nın varlığına dair tarihi kaydın bulunduğu 259 yer buldu.[40] 2019'dan itibaren, Kuzey Karolina'nın Moore, Robeson ve Lenoir iç bölgelerinde ve Güney Karolina'nın Charleston ve Georgetown kıyı ilçelerinde yok olmuş kabul edildi. Kalan mevcut popülasyonlar, Kuzey Karolina'da Beaufort, Craven, Pamlico, Carteret, Jones, Onslow, Duplin, Pender, New Hanover, Brunswick, Columbus, Bladen, Sampson, Cumberland ve Hoke ilçelerinde ve Güney Karolina'da Horry ilçesinde mevcuttur.[9]
Popülasyon
2019 yılında Kuzey Karolina Doğal Miras Programı tarafından yapılan büyük ölçekli bir araştırmada, Kuzey Karolina'da toplam 163.951 adet Venüs Sinek Kapanı ve Güney Karolina'da 4.876 adet sayılarak, doğal yaşam alanı popülasyonunda kalan toplam 302.000 birey tahmin edildi.[41] Bu, yaklaşık 4.500.000 bireyin 1979 tahmininden %93'ten fazla bir azalmayı temsil ediyor.[8] 1958 tarihli bir çalışma, 259 adet doğrulanmış mevcut veya tarihi alan bulmuştur.[40] 2016 yılı itibariyle, bitkinin vahşi doğada bulunabileceği 71 bilinen alan vardı. Bu 71 alandan sadece 20'si uzun vadede mükemmel veya iyi canlılık gösteriyordu.[9]
Etçillik
Av seçiciliği
Çoğu etçil bitki, belirli avlar üzerinde seçici beslenir. Bu seçim, mevcut av ve organizma tarafından kullanılan tuzak türüne bağlıdır. Venüs sinekkapanında, av, böcekler, örümcekler ve diğer sürüngen eklembacaklılara sınırlıdır. Dionaea diyeti, %33 karınca, %30 örümcek, %10 böcek ve %10 çekirge olup, uçan böceklerin oranı %5'ten azdır.[42]
Dionaea'nın, yapışkan bir tuzak yerine çabuk kapanan bir tuzak kullanan atalarından Drosera'dan (etçil bitkiler) evrimleştiği düşünüldüğünde, bu evrimsel dallanmanın nedeni açığa çıkar. Drosera, daha küçük uçan böcekleri tüketirken, Dionaea daha büyük karasal böcekleri tüketir. Dionaea, bu daha büyük böceklerden daha fazla besin maddesi çıkarabilir. Bu, Dionaea'ya atalarından yapışkan tuzak formlarına göre evrimsel bir avantaj sağlar.[43]
Tuzak mekanizması
Ayrıca bkz.: Bitki aritmetiği
Venüs Sinek Kapanı, Mimosa pudica, telgraf bitkisi, yıldız meyvesi, sünbül bitkileri ve su kabarcıklarının yanı sıra hızlı hareket edebilen çok az bitki grubundan biridir.
Tuzak kapanma mekanizması, elastikiyet, turgor ve büyüme arasındaki karmaşık bir etkileşimi içerir. Tuzak sadece tetik kıllarına iki uyarı olduğunda kapanır; bu, toz ve diğer rüzgarla taşınan parçacıklar gibi yanlış tetiklenmeyi önlemek içindir. Açık, tetiklenmemiş durumda, loblukta dışarı doğru bir kıvrım görülür, ancak kapalı durumda, loblukta içe doğru bir kıvrım vardır (bir boşluk oluşturur). Tuzak kapanması, bu iki durum arasındaki hızlı geçiştir,[29] ancak bunun nasıl gerçekleştiği hala yeterince anlaşılmamıştır. Tetik kılları uyarıldığında, çoğunlukla kalsiyum iyonlarını içeren (biyolojide kalsiyum bkz.) bir aksiyon potansiyeli oluşturulur, bu da loblarda ve aralarındaki yaprak sapında hücreleri uyarır.[45][46][47]
Venüs sinekkapanının uyarıya tepki vermesi için bir iyon birikmesi eşik değeri olduğu varsayılmaktadır.[48] Asit büyüme teorisi, loblardaki ve yaprak sapındaki dış katmanlardaki bireysel hücrelerin hücre duvarlarına hızlı bir şekilde 1H+ (hidrojen iyonu) taşıdığını, pH'ı düşürdüğünü ve hücre dışı bileşenleri gevşettiğini, bu nedenle osmoz yoluyla hızlı şişip tuzak lobunun şeklini değiştirerek uzadığını belirtir. Alternatif olarak, loblardaki ve yaprak sapındaki iç katmanlardaki hücreler hızlı bir şekilde diğer iyonları salgılayabilir, suyun osmoz yoluyla takip etmesini ve hücrelerin çökmesini sağlayabilir. Bu mekanizmalardan her ikisinin de rol oynadığı ve deneysel kanıtlara sahip olduğu düşünülmektedir.[49][50] Sinek kapanları, bitkilerde hafıza örneği gösterir; bitki, tetik kıllarından birinin dokunulduğunu biliyor ve bunu birkaç saniye hatırlıyor. Bu süre zarfında ikinci bir dokunuş meydana gelirse, sinekkapan kapanır.[51] Kapanmadan sonra, sinekkapan, sindirim enzimlerinin üretimini başlatmak için tetik kıllarının ek uyarılarını sayar, toplamda beş uyarı gereklidir.[52]
Sindirim
Av kaçamadığı takdirde, lobun iç yüzeyini daha da uyarmaya devam edecektir ve bu, lobun kenarlarının bir araya gelmesini ve sonunda tuzağı tamamen kapatarak ve sindirimin gerçekleştiği "mide" oluşumunu sağlayan ilave bir büyüme cevabına neden olacaktır. Sindirim enzimlerinin salınımı, öz bitkilerde otçul hayvanlara karşı toksin salınımını tetikleyen aynı hormon olan jasmonik asit hormonu tarafından kontrol edilir. (Aşağıdaki Evrim bölümüne bakın)[52][53] Bir kez yaprak loblardaki sindirim bezleri etkinleştirildiğinde, sindirim, bezler tarafından salgılanan hidrolaz enzimleri tarafından katalize edilir. Bu enzimlerden biri, yakalanan böceklerin kitinden oluşan dış iskeletini parçalayan GH18 kitinaz enzimidir. Bu enzimin sentezi, en az beş aksiyon potansiyeli ile başlar, bu da kitinaz transkripsiyonunu uyaracaktır.[54]
Oksidatif protein modifikasyonu, Dionaea muscipula tarafından kullanılan bir ön sindirim mekanizmasıdır. Sulu yaprak özütlerinde, otoksideasyonda süperoksit ve hidrojen peroksit üretmek için farklı NADH bağımlı diaforazlarla eşleşen naftokinon plümbajin gibi kuinonlar bulunur.[55] Bu tür oksidatif modifikasyon, hayvan hücre zarlarını bozabilir. Plümbajin, Bcl-2 protein ailesinin düzenlenmesiyle ilişkili olan apoptozu indüklediği bilinmektedir.[56] Dionaea özütleri, diaforaz ve NADH ile serum albümin (SA) varlığında önceden inkübe edildiğinde, SA'nın sonraki tripsinle sindirimi kolaylaştırılmıştır.[55] Droseraceae'nin salgı bezleri proteazlar ve muhtemelen diğer yıkım enzimlerini içerdiğinden, oksijen aktive edici redoks kofaktörlerinin varlığı, avın (böcekler) zar bağlı proteinlerini proteolitik saldırılara karşı daha duyarlı hale getiren hücre dışı ön sindirim oksidanları olarak işlev görebilir.[55]
Sindirim yaklaşık on gün sürer, bundan sonra av kitin kabuğuna indirgenir. Tuzak daha sonra yeniden açılır ve yeniden kullanıma hazırlanır.[57]
Evrim
Bitkilerdeki etçillik, yapraklarda besin alımı için çok özel bir şekildir ve besin yoksunluğu olan ortamlarda büyüyen çeşitli bitkilerde bulunan bir uyum şeklidir. Etçil tuzaklar, bu organizmaların sert çevrelerindeki besin eksikliklerini telafi etmek ve azalmış fotosentez faydasını telafi etmek için doğal olarak seçilmiştir.[58] Filogenetik çalışmalar, bitkilerdeki etçilliğin, bol güneş ışığı ve su ama az besin bulunan ortamlarda yaygın bir uyum olduğunu göstermiştir.[43] Mevcut türlere göre, etçillik angiospermlerde altı kez bağımsız olarak evrimleşmiştir; muhtemelen şimdi nesli tükenmiş daha fazla etçil bitki soyu bulunmaktadır.[59]
Dionaea'nın karakteristik "çabuk kapanan tuzak" mekanizması, yalnızca bir diğer etçil bitki cinsi Aldrovanda ile paylaşılmaktadır. 20. yüzyılın büyük bir kısmında, bu ilişkinin tesadüfi olduğu, daha doğrusu yakınsak evrimin bir örneği olduğu düşünülüyordu. Bazı filogenetik çalışmalar, Aldrovanda'nın en yakın canlı akrabalarının sünbül bitkileri olduğunu bile öne sürdü.[60] 2002 yılına kadar, birleşik nükleer ve kloroplast DNA dizilerini analiz ederek yapılan bir moleküler evrim çalışması, Dionaea ve Aldrovanda'nın yakından ilişkili olduğunu ve çabuk kapanan tuzak mekanizmasının yalnızca bu iki cinse ait ortak atasında evrimleştiğini ortaya koydu.[61][62]
2009 tarihli bir çalışma,[60] moleküler veriler temelinde Dionaea ve Aldrovanda'nın çabuk kapanan tuzaklarının, Drosera regia gibi bir yapışkan tuzaktan evrimleştiği kanıtlarını sundu. Moleküler ve fizyolojik veriler, Dionaea ve Aldrovanda'nın çabuk kapanan tuzaklarının, Drosera ile ortak bir ata olan yapışkan tuzaklardan evrimleştiğini ima eder. Çabuk kapanan tuzakların evrimi için birkaç Drosera türünde hızlı yaprak ve dokunaç hareketi gibi ön uyumlar tespit edildi. Model, av boyutunun artmasıyla sürüklenen yapışkan tuzaklardan çabuk kapanan tuzaklar yoluyla bitki etçiliğinin evrimleştirildiğini önerir. Daha büyük avlar daha büyük besin değerleri sağlar, ancak büyük böcekler yapışkan tuzaklardan kolaylıkla kaçar; bu nedenle, çabuk kapanan tuzakların evrimi, kaçışın ve kleptoparazitizmin (bitkinin yararlanmasından önce avın çalınması) önlenmesine ve daha tam bir sindirime izin vermesine neden olacaktır.[60][61]
2016 yılında, bitkinin av yakaladığı ve sindirdiği sırada yaprağındaki genlerin ifadesi Genome Research dergisinde yayınlandı. Bitkilerin yapraklarında gözlemlenen gen aktivasyonları, sinekkapanlardaki etçil mekanizmaların, otçul böceklere karşı korunmak için otsu bitkiler tarafından kullanılan mekanizmaların özel olarak uyarlanmış bir versiyonu olduğunu desteklemektedir.[53][63] Birçok otsu bitkide jasmonik asit, kitin ve böcek ve mikrobiyal zararlıların diğer moleküler bileşenlerini yok edebilen hidrolazların üretimi gibi savunma mekanizmalarının aktivasyonu için bir sinyal molekülü olarak görev yapar.[64] Venüs sinekkapanında, aynı molekül bitkinin sindirim bezlerinin aktivasyonundan sorumludur. Avın yakalanmasından birkaç saat sonra, bezler içindeki diğer bitkilerin köklerinde aktif olan aynı gen kümesi aktive edilir, bu da onlara besinleri emmelerini sağlar. Tuzaklardaki benzer biyolojik yolların, diğer amaçlar için otsu bitkiler tarafından nasıl kullanıldığına göre, Venüs sinekkapanının evrimsel tarihinde bir yerde, bu genleri etçillik için nasıl kullanacağını yeniden tanımlamış olması muhtemeldir.[44][65]
Önerilen evrimsel tarih
Etçil bitkiler genellikle otsu bitkilerdir ve tuzakları ilkin büyümenin sonucudur. Genellikle kalın kabuk veya ağaç gibi kolayca fosilize olabilen yapılar oluşturmazlar. Sonuç olarak, Dionaea ve Aldrovanda veya her iki cinsle ortak ataları Drosera arasındaki bağlantıları görebileceğimiz fosil kanıtı yoktur. Yine de, her iki cinsin filogenetik çalışmaları temelinde evrimsel bir tarih çıkarılabilir. Araştırmacılar, karmaşık çabuk kapanan tuzak mekanizmasına sonuçlanacak bir dizi adım önermiştir:[60][61]
Büyük böcekler genellikle uçmak yerine bitkinin üzerinde yürürler,[66] ve sadece yapışkan bezlerden kurtulma olasılığı daha yüksektir. Bu nedenle, geniş yaprakları olan bir bitki (örneğin Drosera falconeri),[60] avı yakalama ve tutma şansını en üst düzeye çıkaran yönlerde tuzağını ve saplarını hareket ettirmeye uyum sağlamış olmalıdır – bu özel durumda, boyuna. Yeterince "sarıldıktan" sonra, kaçış daha zor olacaktır.[66]
Evrimsel baskı daha sonra Drosera burmanni veya Drosera glanduligera'ya benzer bir şekilde, daha hızlı tepki sürelerine sahip bitkiler için seçici oldu. Kapanma ne kadar hızlı olursa, bitkinin yapışkan modelde o kadar az bağımlı hale gelir.
Tuzak ne kadar aktif hale gelirse, avı "sarmak" için gereken enerji o kadar artar. Gerçek böcekler ve rastgele döküntüler/yağmur damlaları arasındaki farkı anlayabilen bitkiler avantaj sağlayacaktır, bu nedenle iç dokunaçların tetik kıllarına uzmanlaşması açıklanmaktadır.
Sonuç olarak, bitki, böceklere yapışmak yerine çevrelerine kapatılmaya daha çok güvenmeye başladığında, Drosera'da açıkça görünen dokunaçlar ilk işlevlerini kaybedecek, "dişler" ve tetik kılları haline gelecek – doğal seçilimin önceden var olan yapıları yeni işlevler için nasıl kullandığının bir örneğidir.
Geçişi tamamlamak üzere, bitki nihayetinde, gövdelerindeki sünbül bitkilerinden farklı olarak, tuzak içine yerleştirilmiş sindirim bezlerini geliştirdi.
Moleküler karakterlere dayalı filogenetik çalışmalar, Dionaea muscipula'nın atalarında etçiliğin ortaya çıkışını 85,6 milyon yıl öncesine ve Dionaea'nın ve kardeş cinsi Aldrovanda'nın atalarında çabuk kapanan tuzağın gelişimini yaklaşık 48 milyon yıl öncesine yerleştiriyor.[67]
Büyütme
Bitkiler tohumdan çoğaltılabilir ve olgunlaşmak için yaklaşık dört ila beş yıl sürer. Daha yaygın olarak, ilkbaharda veya yazda klon bölünmesi yoluyla çoğaltılırlar. Venüs sinekkapanları ayrıca bitki doku kültürü kullanılarak in vitro olarak da çoğaltılabilir.[68] Çiçekçilerde satılan çoğu Venüs sinekkapanı, bu yöntemi kullandığı için bu, büyük ölçekte çoğaltmanın en uygun maliyetli yoludur. Kullanılan çoğaltma yöntemine bakılmaksızın, bitkiler doğru koşullarda yetiştirilirse 20 ila 30 yıl yaşayacaktır.[69]
Çeşitler
Venüs sinekkapanları, en yaygın olarak tanınan ve yetiştirilen etçil bitkilerdir ve sıklıkla ev bitkisi olarak satılırlar. Çeşitli çeşitler (yetiştirilmiş çeşitler), seçilmiş genetik mutasyonların doku kültürü yoluyla pazara girmiştir ve bu bitkiler, ticari pazarlar için büyük miktarda yetiştirilir. 'Akai Ryu' ve 'Güneybatı Dev' çeşitleri Kraliyet Bahçıvanlık Derneği'nin Bahçe Başarı Ödülü'ne layık görüldü.[70]
Koruma
Ev bitkisi olarak satılmak için yaygın olarak yetiştirilirken, D. muscipula, vahşi doğadaki popülasyonunda önemli bir azalmaya uğradı. Doğal yaşam alanı popülasyonu, 1979'dan bu yana tahmini %93 düştü.[8][41]
Durum
Tür, Tehlike Altındaki Türler Yasası incelemesi altında ABD Balık ve Yaban Hayatı Servisi tarafından inceleniyor.[71] Mevcut inceleme, 2018'de başlatıldı; ilk "90 günlük" inceleme, eylemin uygun olabileceği sonucuna varmıştır. 1993'teki önceki incelemede, bitkinin "savunmasızlık konusunda yeterli veriye sahip olmayan olası aday" olduğu sonucuna varılmıştı.[72] IUCN Kırmızı Listesi, türü "korunmaya muhtaç" olarak sınıflandırıyor.[73] Kuzey Karolina Devleti, Dionaea muscipula'yı "özel endişe-korunmaya muhtaç" bir tür olarak listeliyor.[74] Tür, Nesli Tehlike Altındaki Türlerin Uluslararası Ticaret Sözleşmesi'nin (CITES) Ek II'si uyarınca korunmaktadır, bu da uluslararası ticareti (parçalar ve türevler dahil) CITES izin sistemi ile düzenlemektedir.[75] NatureServe, 2018 incelemesinde "tehlikede" (G2) olarak sınıflandırdı.[76]
ABD Balık ve Yaban Hayatı Servisi, Dionaea muscipula'nın mevcut incelemesini ne zaman tamamlayacağına dair bir zaman çizelgesi belirtmemiştir. Tehlike Altındaki Türler Yasası, bir tür incelemesi için iki yıllık bir zaman çizelgesi belirtir. Ancak, tür listesi süreci ortalama 12,1 yıl sürmektedir.[77]
Tehditler
Venüs sinekkapanı, yalnızca çok özel koşullarda vahşi doğada bulunur; ıslak, asidik, besin yoksunluğunda, tam güneş alan ve orman yangınlarında sık sık yanan düz arazilere ihtiyaç duyar ve bu nedenle birçok rahatsızlığa karşı hassastır.[8] 2011 tarihli bir inceleme, tür için beş tehdit kategorisi tanımladı: tarım, yol yapımı, biyolojik kaynak kullanımı (kaçak avcılık ve ormancılık faaliyetleri), doğal sistemlerin modifikasyonu (drenaj ve yangın söndürme) ve kirlilik (gübre).[78]
Yaşam alanı kaybı, tür için büyük bir tehdittir. Kıyı Karolina'sının insan nüfusu hızla artmaktadır. Örneğin, en çok Venüs sinekkapanı popülasyonuna sahip olan Kuzey Karolina Brunswick İlçesi, 2010-2018 yılları arasında insan nüfusunda %27'lik bir artış gösterdi.[79] Nüfustaki artış, konut ve ticari gelişme ve yol yapımı doğrudan sinekkapan yaşam alanlarını ortadan kaldırırken, hendek açma ve drenajı içeren alan hazırlama çalışmaları, çevredeki alanlardaki toprakları kurutarak türün yaşayabilirliğini yok edebilir.[80][76] Ayrıca, kalabalık bölgelerdeki doğal alanların rekreasyonel kullanımı, bitkileri ezerek veya sökerek doğrudan yok eder.[8]
Yangın söndürme, Venüs sinekkapanı için başka bir tehdittir. Düzenli yangınların olmaması durumunda, çalılar ve ağaçlar yayılır, türü geride bırakır ve yerel yok oluşlara yol açar.[32][81] D. muscipula her 3-5 yılda bir yangına ihtiyaç duyar ve yıllık çalı yangınları ile en iyi şekilde gelişir.[82] Sinekkapanlar ve tohumları genellikle yangınlarda rekabetçileriyle birlikte yok edilirken, yanmış alanın yakınındaki sinekkapan tohumları, yangın bozgunundan sonra ortaya çıkan kül ve tam güneş koşullarında hızlı bir şekilde çoğalır.[83] Olgun bitkiler ve yeni fideler, yaşam alanlarını korumak için gerekli olan düzenli yangınlarda genellikle yok edilir, bu nedenle D. muscipula'nın hayatta kalması, yanmış alanların dışından yanmış alana geri yeterli tohum üretimine ve yayılmasına bağlıdır, bu da eleştirel bir nüfus kütlesine ve her bir popülasyonun başarısının alt popülasyon dinamiklerine maruz kalmasına ihtiyaç du