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食虫植物|植物爱上吃肉 或是环境逼出来的“重口味”( 二 )


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 。
猎杀消化之谜 靠多重本领把虫子吃下去
这些植物界的动物杀手 ， 看似凶猛 ， 其实它们只能捕食一些昆虫 ， 这些昆虫顶多是小型的蛙类、蜥蜴等 。
与达尔文同时代的英国伦敦大学应用生理学教授约翰·波顿-桑德逊的研究对象原本是从蛙类到哺乳动物体内发现的电脉冲 。 与达尔文通信后 ， 他发现了给捕蝇草两根刚毛施压能导致捕虫器闭合的电信号 ， 这也是电活动调控植物发育的首个例证 。
一百多年后 ， 美国亚拉巴马州奥克伍德大学的亚历山大·沃尔科夫和他的同事证明 ， 电刺激本身的确是捕虫器关闭的引发信号 。
而且对捕蝇草来说 ， 每一次闭合异常消耗能量 ， 每个夹状捕虫器可使用3至4次 ， 最终将失去关闭的能力 。 因此 ， 在植物园 ， 捕蝇草都只深藏在游客不易到达的地方 。
截至目前 ， 植物学家们发现 ， 食虫植物主要有5种基本的捕虫机制——具有含消化酶或细菌消化液的笼状或瓶状捕虫器；周身布满黏稠液滴的黏液捕虫器；快速关闭的夹状捕虫器；能产生真空而吸入猎物的囊状捕虫器 ， 以及具有向内延伸的毛须而将猎物逼入消化器官的龙虾笼状捕虫器 。 食虫植物在进化树上来源差别巨大 。 加上捕虫机制的差异 ， 因此不同食虫植物在‘触觉’和消化上差异巨大 。 秋西说 。
而通常认为 ， 植物的完整食虫性必须包括吸引、捕捉和消化这三个过程 ， 同时也必须将猎物消化成为便于植物吸收的氨基酸和铵离子等产物 。 因此 ， 一种植物能否生成消化酶被作为判断其是否具有食虫性的一个标准 。
食肉植物的研究一直是科学家感兴趣的热点 。 不久前 ， 中国科学院多个研究院所与香港大学合作 ， 用代谢组学方法 ， 分析了瓶子草和捕蝇草黏液等肉食性植物叶片和陷阱中的组织特异性代谢物成分 ， 并在《科学》旗下的《分子科学》发布论文 ， 揭示其中均含有大量纳米颗粒 ， 这加深了人们对食虫植物分泌的天然水凝胶黏液的认识 。
此外 ， 在食虫植物与昆虫之间 ， 植物利用触角、视觉或者气味信号来作用于昆虫上的研究也有一些新的发现 。
【食虫植物|植物爱上吃肉 或是环境逼出来的“重口味”】不过出于研究材料少、实验难度高等原因 ， 相关成果在近些年一直不多 ， 对食虫植物的研究热点依旧在一些经典问题上 。 秋西介绍说 ， 除了起源与进化 ， 食虫植物是怎样协调它们和传粉者的关系等 ， 还有诸多未解之谜 。


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