自然科普:食虫植物中的明星——捕蝇草
来源:科技日报
作者:赵汉斌
发布时间:2021-04-10
浏览次数:3124

 捕食能力之谜 叶片结构提供生猛捕虫器

  但食虫植物的起源,历来是相关研究最大争议的问题之一。

  食虫植物中的明星——捕蝇草,是1760年北美洲北卡罗来纳州一位叫阿瑟·多布斯的大地主最先描述的,他在给植物学家、英国皇家学会会员彼得·柯林森的信中说,“这是植物界一种很新奇的未知的敏感植物”。柯林森将其样本交给了英国植物学家约翰·埃利斯,后者将其命名为捕蝇草。埃利斯在给当时已声名卓著的植物分类学家林奈的信中,详细描述了这种植物,“叶片的内表层布满微小的红色腺体,它们会分泌甜蜜的汁液吸引可怜的动物前来取食。当这些柔软的腺体与动物四肢碰触,两边的叶片会马上竖起来,抓紧虫子,通过交错两侧叶片的刺将猎物牢牢锁住,直至其死亡”。

  事实上,更为精确的是,在构成捕蝇草死亡陷阱的两部分叶片上,表面各有三根刚毛,它们是触发器。如要触发叶片闭合,昆虫必须碰到不止一根毛、不止一次,而且两次碰触时间间隔不超过20秒,叶片在不到一秒之间迅速闭合,形成一个小小的“牢笼”,动物越挣扎,不断碰到刚毛,“牢笼”合拢越紧,因此当捕蝇草再次打开叶片时,表面常能看到“搏斗”的痕迹和虫体残渣。

  然而盛名之下的瑞典生物学家林奈,不但反驳了埃利斯的结论,还把它当类似含羞草的“敏感植物”看,即使经过埃利斯长时间研究、举出无可辩驳的证据,林奈仍然拒绝承认植物的食肉属性。当时还有不少人随声附和,问题的焦点仍然在于植物怎么可能会吃肉。

  直到达尔文时代,有更多人观察到更多的植物可以诱捕并消化小型动物。在1875年,达尔文在出版的新书《食虫植物》中才给出合理的解释。“数百万年前,这类植物长在潮湿的沼泽里,会面临制造蛋白质的元素——氮缺乏的问题。”负责主持意大利佛罗伦萨大学植物神经生物学国际实验室的斯特凡诺·曼库索说。

  “‘穷则思变’并非是只有人类才懂的道理。经过长时间的演化,植株改变了叶片的形状,将之变成了捕虫器,将味道鲜美、蛋白质丰富的昆虫等小动物当成了新的营养来源。”秋西说。

  由于仅有少量的化石记录,因此食虫植物的演化过程仍有不少谜团,特别是其捕虫器结构稚嫩,由于各种原因其可能会在化石中缺失。尽管如此,仍可利用现代捕虫器的结构推断出古代捕虫器大部分的结构。这些捕虫器形式不同却各具其妙,令无数科学家和植物爱好者着迷,探索不止。

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