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能流进化论——肉食植物获取能量供体的智慧

已有 776 次阅读 2021-9-15 12:17 |个人分类:随想|系统分类:科普集锦

       植物在大多数人眼中的形象是安静、被动和逆来顺受。然而,大自然中却有一些植物充当着杀手、寄生虫、强盗和骗子的角色。它们越过了通过光合作用自给自足那条山脊,进入了一个崭新的异养世界。一些种类对异养生活浅尝辄止,只是作为自养生活的额外补给;一些却成为完全的异养者。本文重点介绍肉食植物获取能量供体(食物)的智慧。

       (一)吸引能量供体的能力

       很多昆虫,如膜翅目类,可以分辨黄色、蓝色和紫外线光 。对于这些能量供体(猎物),一些肉食植物,如瓶子草类,有着显眼的颜色。这些颜色来自黄酮类化合物和花青素,成功模拟了花朵的颜色,可以吸引大量昆虫来访。很多肉食植物还有跟花的蜜源指示信号相仿的紫外吸收区域,昆虫可以看到这些信号并被其吸引前来。

        有些昆虫不能分辨颜色,只能分辨光的明暗程度。对于这类猎物,粘虫草等肉食植物可以靠强烈的紫外光线对比效应来吸引昆虫。位于植株底部老化枯萎的叶片形成了反射紫外光的背景,而植株上方具有腺体的生长部分则因为吸收紫外光而仿佛处于黑暗中。

       土瓶草不模仿花朵的鲜艳颜色,而是极力模仿周围环境的颜色,它们将捕虫笼埋入附近的苔藓和小型地被植物中,猎物经过时,往往察觉不到陷阱而跌入捕虫笼中。

       一些肉食植物,如猪笼草,其捕虫结构还会释放出芳香甜味类物质,会吸引一些嗅觉和味觉更为发达的昆虫前来。螺旋狸藻等捕虫装置在地下或水中的肉食植物,还会释放可溶性吸引物质来吸引猎物。

       (二)捕食能量供体的能力

      所有的肉食植物都是以叶片作为捕虫器官。按照功能,可将捕虫器官分为主动捕虫器和被动捕食器。捕蝇草的捕虫夹属于主动捕虫装置,捕虫夹中有触觉感受毛,一旦被昆虫触碰,纤毛压力通过电信号传导,在细胞内激活离子通道导致pH值发生改变,进而引发渗透压和细胞形态发生变化,最终导致整个捕虫夹的关闭。猪笼草、瓶子草等肉食植物所具有的捕虫笼属于被动捕虫器,其边缘非常光滑,当猎物来到捕虫笼边缘时,很容易失足滑入捕虫笼内,然后被底部的液体淹死。

        (三)释放能量供体中能量的能力

       一些肉食植物可以自己分泌消化酶,这类肉食植物被称为真肉食植物。不同的肉食植物有着不同类型的消化腺。例如,茅膏菜等具有带柄的腺体;螺旋狸藻等具有不带柄的腺体;土瓶草等的腺体却是凹入植物组织内部。

       也有一些肉食植物不能自己分泌消化酶,需要借助细菌、真菌等微生物的分解作用完成。这类肉食植物被称为原肉食植物。


参考文献

《生命之美:奇异之物的生存智慧》,林十之 著,长沙:湖南科学技术出版社,2019.4



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2 张晓良 尤明庆

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