植物是怎樣“吃到肉”的

地球上大多數(shù)植物都是從土壤中吸收養(yǎng)分的，但有些植物也是捕獵高手，靠誘捕昆蟲為生在漫長(zhǎng)的歷史中，植物是如何演化出吃肉“愛(ài)好”的？既沒(méi)有爪牙又不會(huì)活動(dòng)的植物，又是怎樣“吃到肉”的？

600多種植物“嗜肉如命”

在生態(tài)系統(tǒng)中，作為生產(chǎn)者的植物，為食物鏈中的各級(jí)消費(fèi)者——?jiǎng)游锾峁┝松婺芰俊５?00多種開(kāi)花植物進(jìn)化出“報(bào)復(fù)”性的食肉生理機(jī)制，是名副其實(shí)的“美麗殺手”。目前常見(jiàn)的食肉植物有豬籠草、茅膏菜、捕蠅草、貍藻、瓶子草、捕蟲堇、花柱草、土瓶草、彩虹草、捕蟲樹等。當(dāng)然，食肉植物沒(méi)長(zhǎng)腿，不能像動(dòng)物一樣外出獵捕，而是布設(shè)陷阱來(lái)誘捕昆蟲。

研究人員發(fā)現(xiàn)，食蟲植物具有5種基本的捕蟲機(jī)制：具有含消化酶或細(xì)菌消化液的籠狀或瓶狀捕蟲器，周身布滿黏稠液滴的黏液捕蟲器，快速關(guān)閉的夾狀捕蟲器，能產(chǎn)生真空而吸入獵物的囊狀捕蟲器，具有向內(nèi)延伸的毛須、將獵物逼入消化器官的龍蝦籠狀捕蟲器。

“色誘”昆蟲

大家熟知的豬籠草就擅長(zhǎng)使用獨(dú)特的“捕蟲籠”捕食。這個(gè)捕蟲籠其實(shí)是變態(tài)葉子，捕蟲籠內(nèi)的花蜜會(huì)散發(fā)出誘人氣味，而光滑的籠唇和籠內(nèi)壁，則讓貪吃的昆蟲無(wú)法逃脫。

待昆蟲被瓶?jī)?nèi)蜜液腐蝕干凈后，這些蜜液還會(huì)分解昆蟲體內(nèi)的蛋白質(zhì)，把它們逐漸消化吸收。幾小時(shí)之后，原本活蹦亂跳的昆蟲就這樣被一棵草“吃”得連渣都不剩。

捕蟲堇花朵非常鮮艷，但就是這種人見(jiàn)人愛(ài)的植物卻是美麗殺手，它的秘密武器就是暗藏殺機(jī)的葉片。為防止昆蟲尸體腐爛，捕蟲堇還會(huì)分泌一種防腐液，從而保持昆蟲新鮮。北歐人發(fā)現(xiàn)了這個(gè)秘密，經(jīng)常利用捕蟲堇的葉片為家畜療傷。

茅膏菜科植物也是利用葉子腺毛上晶瑩的黏液引誘、捕捉昆蟲。茅膏菜葉子頂端還會(huì)卷曲，可以把獵物牢牢纏住。如果掙脫不了黏液糾纏，蟲子就會(huì)在黏液的消化中慢慢死去。研究者指出，圓葉茅膏菜是很會(huì)偽裝的植物，胃口非常大，它在進(jìn)食之后，就會(huì)立刻進(jìn)行新一輪偽裝，繼續(xù)用“美色”吸引昆蟲前來(lái)。

植物吃葷是環(huán)境逼的

食肉植物大約在6000萬(wàn)至1.25億年前進(jìn)化而來(lái)，是什么讓它們改變植物一貫的飲食風(fēng)格開(kāi)始吃葷的？

了解食肉植物，“氮”是繞不開(kāi)的絕對(duì)主角。達(dá)爾文在《食蟲植物》中指出：“數(shù)百萬(wàn)年前，這類植物長(zhǎng)在潮濕的沼澤里，會(huì)面臨制造蛋白質(zhì)的元素——氮缺乏問(wèn)題。”也就是說(shuō)，食蟲植物之所以那么“彪悍”，是為了爭(zhēng)取更多一些氮元素。

仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，食肉植物多生長(zhǎng)在潮濕、酸性土壤中。這樣的生長(zhǎng)環(huán)境無(wú)法正常固氮和吸收其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為了生存，它們才慢慢進(jìn)化出消化昆蟲和其他節(jié)肢動(dòng)物的能力，來(lái)獲取氮元素。

通常認(rèn)為，植物的完整食蟲性必須包括吸引、捕捉和消化這三個(gè)過(guò)程，同時(shí)必須將獵物消化成便于吸收的氨基酸和銨離子等產(chǎn)物。因此，一種植物能否生成消化酶，是判斷其是否具有食蟲性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)，研究者也發(fā)現(xiàn)，食草植物擁有這種吃肉的本領(lǐng)，可能也是為了自我保護(hù)。拿圓葉茅膏菜來(lái)說(shuō)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，它們?cè)谶M(jìn)化過(guò)程中，除了為獲取足夠的養(yǎng)分，也是為了抵御捕食者，從而讓自己變成了捕食者。

食肉植物強(qiáng)悍捕食能力之謎

捕蠅草的捕食過(guò)程看起來(lái)稀松平常：無(wú)非是獵物觸碰到刺毛開(kāi)關(guān)，引發(fā)了夾片運(yùn)動(dòng)。但是捕蠅草沒(méi)有神經(jīng)系統(tǒng)，它是如何敏銳地感知到獵物，并迅速將其捕獲呢？

研究發(fā)現(xiàn)，捕蠅草中有一種名為FLYC1的蛋白質(zhì)，是細(xì)胞膜感受外界應(yīng)力變化的“感受器”。也就是說(shuō)，把FLYC1的一個(gè)“開(kāi)關(guān)”關(guān)上，捕蠅草就難以吃到肉了。

早就有人指出，給捕蠅草兩根剛毛施壓，能產(chǎn)生使捕蟲器閉合的電信號(hào)，這也是電活動(dòng)調(diào)控植物發(fā)育的首個(gè)例證。此后，不斷有科學(xué)家證實(shí)，電刺激本身的確是捕蟲器關(guān)閉的引發(fā)信號(hào)。

對(duì)捕蠅草來(lái)說(shuō)，每一次閉合都異常消耗能量，每個(gè)夾狀捕蟲器可使用3至4次，最終將失去關(guān)閉能力。因此，在植物園等地方，捕蠅草都只深藏在游客不易到達(dá)的地方，以防被“誤觸機(jī)關(guān)”。

此外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，這些食肉植物的消化液竟然有著同一份分子配方，即使它們分布在五湖四海并獨(dú)自進(jìn)化了數(shù)百萬(wàn)年。

“經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間演化，植株為了適應(yīng)惡劣的生存環(huán)境改變了葉片形狀，將之變成了捕蟲器，將味道鮮美、蛋白質(zhì)豐富的昆蟲當(dāng)成了新的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。”植物科普專家秋西說(shuō)，不過(guò)，除了起源與進(jìn)化，食蟲植物是怎樣協(xié)調(diào)它們和傳粉者之間的關(guān)系等，還有諸多未解之謎。

（《齊魯晚報(bào)》 于梅君/文）