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食蟲植物探秘

2009-02-25 06:18
科學(xué)之友 2009年34期
關(guān)鍵詞:捕蠅草捕蟲消化液

廖 可

動物吃草、昆蟲采蜜,這些都是平常之極的事情,但反過來,植物“吃肉”、捕殺昆蟲會怎么樣呢7你也許見過花卉市場賣的豬籠草,聽說過它會捕蟲,但你知道嗎,食蟲植物還有很多種,它們各懷絕技,還有恐怖的傳聞?wù)f它們會吃人呢!驗明正身

食蟲植物又叫食肉植物,大致上指的是能用身體的某個部位捕捉活的昆蟲,并能消化、吸收其中營養(yǎng)物質(zhì)的植物。學(xué)術(shù)上對食蟲植物沒有嚴格的定義。因為存實踐中,這些判定的標準并不是絕對清楚的,比如,許多植物都能用香味或者顏色吸引昆蟲,但不會“吃掉”它們:許多植物的葉子或者莖也可以吸收營養(yǎng),但又不會捕蟲。

據(jù)統(tǒng)計,自然界共有10科21屬600余種原牛食_屯植物,若算上利用雜交等方法得到的園藝品種,食蟲植物目前有數(shù)干種。在公認的食蟲植物中,最典型、最著名的有瓶子草、豬籠草、茅膏菜、捕蠅草和貍藻等。

瓶子草主要生長在北美、澳大利亞、亞洲和非洲的熱帶地區(qū)的沼澤及潮濕的田野等地方。豬籠草主要分布在加里曼丹島、馬來西亞、澳大利亞、印度東部和我國廣東等地的沼澤里。在我國海南文昌,有塊2km2全都生長著豬籠草的地方。捕蠅草的原生地在美國南北卡羅來納州,而茅膏菜和貍藻廣泛分布于熱帶和溫帶,我國大部分地區(qū)都有。

守株待蟲

盡管有數(shù)千種,食蟲植物在40多萬種的植物總數(shù)中所占的比例還是很小的。能捕食昆蟲當然要有一些專門的本領(lǐng),但它們從外表看起來和一般植物并無太大區(qū)別,也是根、莖、葉、花、果每樣都有。它們到底是用哪個部位來捕蟲,怎么捕的呢?

食蟲植物通常會先異化它們的葉子,使之長成一個專門捕蟲的器官,然后精心布下陷阱,讓“捕蟲器”發(fā)出香甜的氣味、長成美麗的形狀、披上艷麗的顏色。瓶子草和豬籠草是使用這種“捕蟲器”的代表。

顧名思義,瓶子草就是長得像瓶子一樣的草。它的葉子是中空的管狀、瓶狀或者喇叭狀,頂端長有各種形狀的“瓶蓋”,葉子的內(nèi)表壁向下長有密密的倒刺,所以往下十分光滑,往上卻“荊棘叢生”?!捌孔印边€能分泌出香甜的蜜汁,“瓶底”有一些液體,它們大部分是根吸收來的水,也有內(nèi)壁分泌的消化液,還有一些共生的細菌。

這個精巧的“瓶子”是名副其實的死亡陷阱。昆蟲被香甜的氣味吸引來,剛想在瓶口吮吸一點蜜汁,可一落下來,卻不慎坐著滑梯滑到“瓶子”底下的水池里。昆蟲當然不會束手就擒,它們掙扎著向上,但倒刺挫敗了它的逃生努力。即使它們能僥幸掙扎著飛起來,但只要碰到“瓶壁”,就會被撞回去。有一種眼鏡蛇瓶子草更巧妙,它的頂部有一些透明的小塊,陽光下就像一個個小天窗,使俘虜分不清哪里是真正的出口,最終都會被撞回到“瓶底”。而且,落入其中的昆蟲越掙扎,就越刺激“瓶子”分泌出更多的消化液。最終,昆蟲被淹死,成為瓶子草開花結(jié)果的養(yǎng)料。

豬籠草的捕獵方法和瓶子草很相似。這種草因為“捕蟲袋”像我國南方裝豬崽的籠子,故得其名。豬籠草的“捕蟲袋”也是由葉子變異而來的:一張寬大的葉子沿中脈收縮成細長而彎曲的葉梗,葉梗的末端膨脹成肥大的“豬籠”。

2002年初,德國科學(xué)家在馬來西亞的婆羅島發(fā)現(xiàn)了一種以活體組織做誘餌吸引白蟻的豬籠草。這種豬籠草在它的“籠口”處有一些白色的須狀組織,吸引當?shù)靥赜械囊环N白蟻。當白蟻吃這些白須的時候,就會不知不覺地滑落到“籠子”中。這是科學(xué)家們第一次發(fā)現(xiàn)用自己的活體組織作為誘餌的食蟲植物。這種豬籠草居然還挑食,只吃這種白蟻。

和瓶子草、豬籠草捕蟲方式明顯不同的是茅膏菜和捕蟲堇。茅膏菜沒有明顯的捕蟲器官,而是靠葉子粘住昆蟲。茅膏菜的葉子有圓形和長形兩種,圓葉呈放射狀叢生,每片葉子上有許多觸毛,每一根觸毛上長著一個粉色的小球,小球上有一層亮晶晶、散發(fā)著香味的黏液。昆蟲觸到小球就會被粘住,昆蟲不斷掙扎,引得周圍的觸毛也一起彎向它,把它緊緊地粘裹在葉子上。長葉茅膏菜就更奇妙了,當葉片粘住昆蟲的時候,葉子本身也會卷曲,把昆蟲卷在葉子中消化掉。

捕蠅草和貍藻有明顯的捕獵動作。捕蠅草的“捕蟲器”像一個打開約80。的貝殼,“貝殼”中間一邊長著3根感覺毛,邊緣每邊長著18根刺毛。當昆蟲誤入歧途落到“貝殼”中間,不動還好,只要它觸動兩根以上感覺毛,“貝殼”立刻就閉合起來,刺毛相互交錯把昆蟲關(guān)在里面,并且開始分泌消化液。昆蟲越掙扎,“貝殼”就夾得越緊。在這個臨時的“胃”里,昆蟲成為捕蠅草的美味佳肴。

貍藻的“捕蟲器”也許是世界上最小的,但也是效率最高的。貍藻大多為水生植物,羽狀復(fù)葉分裂成無數(shù)的細絲,在這些細絲的基部長有一個球形的小囊體。這些微小的捕蟲囊有一個可以開合的口,開口周圍有細小的觸毛?!安断x囊”平時半癟,當水蚤或者它們激起的微小波紋觸動觸毛的時候,“捕蟲囊”就迅速膨脹。這樣,囊里面的壓力減小,水蚤就會隨著水流被吸入“捕蟲囊”,而囊口就立刻閉合,使獵物無路可逃。

這樣看來,食蟲植物“狩獵”的招術(shù)也就那”三板斧”,是典型的守株待”蟲”,這也難怪,它們畢竟還是植物,除了布置好陷阱誘敵深入外,戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)上并沒有太多余地。

吃點零食

食蟲植物其實都可以進行光合作用,所以它們沒必要像動物那樣為了獲得能量和組成肌體的碳分子而捕獵。食蟲對它們來說,更像是我們在正餐之間的零食,或者缺鈣的小孩補鈣。

食蟲植物大都“出身貧苦”,生長在貧瘠的土地上或者熱帶雨林的沼澤里。在森林里,陽光未必能穿透濃密的林冠到達地面,草本植物在這種地方其實很難生存。而一些沼澤里,水質(zhì)和泥沼大都為酸性,缺少氮或者磷元素,為了獲得這些元素,豬籠草需要吃點“葷腥”。而捕蠅草原產(chǎn)地主要在美國北卡羅來納州及南卡羅來納州的海岸,僅在一些灌木叢生的沙質(zhì)沼澤地生存。當?shù)亟?jīng)常發(fā)生火災(zāi),土壤中的氦都被揮發(fā)掉了,捕蠅草只得“另謀營養(yǎng)”。而且,食蟲植物的根系往往都很不發(fā)達,吸收氮元素的能力很差,它們只好把身體的某個部位變成狩獵的工具。

類似的,茅膏菜、瓶子草也是喜歡生活在酸性、透水性好的泥沼中。

適者生存是自然選擇的第一法則,這些“出身貧寒”的植物進化為“冷血殺手”,看來也是不得已而為之。

所以,食蟲植物并不是我們想象中那樣噬血如命,通常它們捕蟲的效率并不高。比如長葉茅膏菜消化一只昆蟲,根據(jù)蟲子的大小,需要4~8天不等,然后長葉慢慢打開,消化不了的昆蟲外殼掉到地上或者被風(fēng)吹走,葉子繼續(xù)舒展開等待另一只昆蟲。一片茅膏菜的長葉只能重復(fù)利用3次左右,然后就枯萎凋落了。而捕蠅草的效率更低,一個“貝殼”夾住昆蟲后,要20~30天才能消化完,“貝殼”慢慢打開后,留下一些消化不了的殘骸。一個“貝殼”只能捕捉3~4只昆蟲,之后就只能像普通的葉子一樣,進行光合作用或者枯萎脫落了。也有夾住昆蟲之后“消化”不了的,“貝殼”不再打開就和昆蟲“同歸于盡”了。

捕蟲堇的葉面上有兩種腺體有柄腺體和無柄腺體,前者分泌黏液,后者分泌消化液。當黏液粘住昆蟲時,葉面卷曲,昆蟲的掙扎和化學(xué)物質(zhì)刺激無柄腺體分泌消化液,大約1 h,在葉面上形成的消化液池擴大到極限。但如果這只昆蟲太大,就會刺激消化液連續(xù)幾小時大量分泌,直到溢出液池。這種過度刺激會使消化液大量流失,葉子的循環(huán)系統(tǒng)遭到破壞,開始腐爛脫落,這就是捕蟲堇的“消化不良”。可見,狩獵只是食蟲植物補充氦、磷等元素的手段,它們并沒有太強的殺傷力。

其實,人們種植食蟲植物更多的是為了欣賞它們。為了吸引昆蟲,食蟲植物異化的葉子大多生成了美麗的顏色和奇妙的造型。園藝學(xué)家們還利用雜交等手段獲得了一些更美麗的園藝品種。在國外,許多食蟲植物愛好者自發(fā)組成協(xié)會,交流栽種心得,交換不同新品種。在我國很多植物園的溫室里,就培育著許多種豬籠草和瓶子草,它們的美麗讓人們驚嘆不已。

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