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花花草草的逆袭——食肉植物

我们都知道在自然界的食物链中,植物处于链条的起始阶段,它们能够转换太阳的光能进入生物界。科学家们把绿色的植物称之为:初级生产者。一直以来大部分的绿色植物都是被捕食的状态,可是我们今天介绍的这一类植物却进化出了捕食动物的能力,它们就是逆袭的食肉植物。

花花草草的逆袭——食肉植物

1094年出版的《自然界的艺术形态》,作者手绘的食肉植物猪笼草。图片来源:由恩斯特·海克尔 - Kunstformen der Natur (1904), plate 62: Nepenthaceae (see here, here and here),公有领域,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=537012


食肉植物也称为食虫植物,虽然它们也能够进行光合作用,自给自足,但是似乎食肉植物们并不满足。它们进化出了一套能够捕捉昆虫的系统:用色彩和气味引诱昆虫,分泌消化液消化猎物并吸收。这些被消化的昆虫成了额外的营养来源。目前世界上发现有捕虫行为的植物超过了600种,我们来看看其中的几位高手:


1

眼镜蛇瓶子草

花花草草的逆袭——食肉植物

具半透明斑纹的捕虫瓶能混淆企图脱逃的昆虫。图片来源:由Picture taken by: NoahElhardt - 自己的作品,CC BY 2.5,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=656090


眼镜蛇瓶子草的名字来源于它像眼镜蛇一样的管状叶子,在图片上你能看到叶子的末端有一条长尾一样的东西,科学家称之为叶片的附属物。这就是眼镜蛇瓶子草捕虫的关键:附属物的背面会分泌大量带糖分的粘液,并且会发出强烈的气味。蜜蜂和苍蝇会被甜味吸引过来,钻进长长的管状叶子。在阳光下管状叶子的结构会让昆虫以为有无数个出口,从而找不到出去的路,在里面乱撞。最后落到叶子下部,那里有很多毛毛,会把虫子缠住,最终被消化掉。


花花草草的逆袭——食肉植物

眼镜蛇瓶子草的瓶口位于膨大的头下,瓶顶部具不透明的斑点,用来迷惑被捕捉的昆虫。图片来源:根据版权声明推断作者为NoahElhardt。根据版权声明推断为其自己的作品。CC BY 2.5,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=656123


2

紫瓶子草

花花草草的逆袭——食肉植物

紫瓶子草。图片来源:由André de Saint-Paul - 自己的作品,CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15732250


紫瓶子草一般分布在北美地区,它的叶子也进化成了管状,但是紫瓶子草和眼镜蛇瓶子草的捕虫方式有很大的区别。紫瓶子草捕虫算是一个捕虫的蹩脚汉,它们没有引诱虫子的气味和汁液,只能靠虫子自己好奇钻进自己的瓶子里去。科学家曾经观察过它的捕虫过程,如果有100只虫子爬过它的瓶子,可能只有一只会自投罗网。在温暖的夏天,瓶子底下会有积水,这时紫瓶子草的捕虫效率会高很多,虫子会很快地被积水淹死。除了叶子能分泌消化酶来消化猎物以外,瓶子里的积水中还有很多小虫子与紫瓶子草一起生活。它们负责把被抓到的小虫子尸体大卸八块,方便自己和紫瓶子草吸收。这种不同生物生活在一起协作分工的状态,在生物学上叫做共生现象。


花花草草的逆袭——食肉植物

与紫瓶子草共生的史密斯瓶子草蚊。图片来源:由Rkitko - 自己的作品,CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5837680


3

猪笼草

花花草草的逆袭——食肉植物

猪笼草上全然不知自己身处危险的苍蝇。图片来源:由Laurence Gaume and Yoel Forterrederivative work:接骨木魔杖 - Gaume, L. & Y. Forterre 2007. A Viscoelastic Deadly Fluid in Carnivorous Pitcher Plants. PLoS ONE 2(11): e1185.,CC BY 2.5,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25152731


猪笼草在亚洲的热带地区能够看到,我国的海南叫它“雷公壶”,因为它的叶子看起来就像一只酒壶。图片上你能看到猪笼草的捕虫瓶上有一片盖子,这个盖子可以挡雨,盖子下面同样能够分泌吸引昆虫的汁液。有很多人以为这个盖子在小虫子飞进瓶子里后会盖上,实际上是不能的。猪笼草捕虫瓶的内部很光滑,防止虫子爬走,底部还有很多消化腺能够分泌出粘液把猎物黏住。这些粘液还有消化液的作用,被捕的虫子会变成液体,猪笼草就通过这些液体获得营养。


花花草草的逆袭——食肉植物

猪笼草捕虫瓶的结构示意图。图片来源:由原图: Mgiganteusderivative work: 乌拉跨氪 - 原图,CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16587533


4

捕蝇草

花花草草的逆袭——食肉植物

捕蝇草的叶子上带有很多触觉敏感的毛。图片来源:CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=702329


捕蝇草的英文名字是Venus Flytrap

捕蝇草的叶子捕虫有两个很有意思的想象:虫子第一次碰到叶子产生振动,叶子不会闭合,第二次振动叶片才会马上关闭,看来捕蝇草也知道进行二次确认,科学家到现在还不知道这种植物为什么会有这种智能。另外叶子如果捕获了比较大的猎物,在没有消化完成之前猎物先腐败溃烂,叶子也会跟着烂掉,贪心的叶子就枯萎了。即使一直捕捉合适大小的虫子,叶子也只能使用4次左右,然后就会凋零,再长出新的叶片。


花花草草的逆袭——食肉植物

捕蝇草叶子边缘的刺毛。图片来源:CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=457997


一般来说,食肉植物生长在温暖、水分丰富的地区,水土流失会造成必须的氮磷等营养不足。在长期的演化过程中,食肉植物的一部分叶片变成了捕捉昆虫的大杀器。为了生存下去,这部分绿色植物用进化来成功逆袭,从被捕食者变成了捕食者,用粘液和进化的叶片来争取珍贵的养分,在生态系统中逆袭出了自己独特的位置。


花花草草的逆袭——食肉植物

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