趣話食蟲植物

常人看法是,在生物世界的食物鏈中,植物幾乎總是處于最底層,是要被動(dòng)物吃的。然而有少數(shù)植物卻能吃動(dòng)物,有趣 而令人驚奇。此類植物也被稱作食蟲植物。這些植物不僅可以捕食昆蟲,甚至可以捕捉一些體型較大的動(dòng)物,如蛙類、小 蜥蜴、小鳥等,所以也被稱為食肉植物。

食蟲植物現(xiàn)今總共有約500種。其中最為人們所熟知的是豬籠草。那口袋狀葉子,很像從前農(nóng)村竹編的關(guān)豬籠子。

除此之外,自然界還有不少食蟲植物,根據(jù)其捕捉獵物的方式不同,可以分為被動(dòng)捕捉型和主動(dòng)捕捉型兩種。被動(dòng)捕捉 型食蟲植物,以自身美麗的顏色,分泌出又香又甜的蜜汁或依靠特殊的構(gòu)造來引誘昆蟲,紋絲不動(dòng)地就把昆蟲囚禁起來,然 后加以消化吸收,如豬籠草、瓶子草、茅膏菜等。主動(dòng)型食蟲植物,則要通過自身的運(yùn)動(dòng),將獵物捕獲,再慢慢地消化,如捕蠅草、貍藻等。

瓶子草的甜蜜陷阱

食蟲植物中,有一類名叫瓶子草的,屬于瓶子草科瓶子草屬,是一種相對(duì)體形較大的食蟲植物。它的葉子成瓶狀直立或 側(cè)臥,大多顏色鮮艷,有絢麗的斑點(diǎn)或網(wǎng)紋,形態(tài)上,尤其是花與豬籠草有很大差別,但其捕捉昆蟲的本領(lǐng)卻和豬籠草有異曲 同工之處。

瓶子草的葉子在地面叢生,開花時(shí)從地面抽出花莖,花莖頂生一朵花,花較大,很有特點(diǎn)。

瓶子草的“誘捕器”是由葉子變態(tài)而成的,多為瓶子狀,還有呈管狀和喇叭狀的。“誘捕器”的口部和內(nèi)壁非常光滑, 生有蜜腺,能分泌出香甜的蜜汁,吸引昆蟲上鉤。瓶子草的內(nèi)壁上還有倒剌,當(dāng)蟲子不慎掉入瓶內(nèi)想向上爬時(shí),會(huì)被倒剌擋 住,根本爬不出來。瓶內(nèi)底部則有消化液,蟲子一次次掙扎,也只能一次次掉入液體中落得被淹死的命運(yùn)。液體中含有消化 酶,用以消化蟲體。

瓶子草“誘捕器”中的消化酶是由內(nèi)壁的細(xì)胞分泌出來的。水分則是根部從土壤中吸收上來的。過去,人們一般認(rèn) 為,瓶子草瓶底的液體來源于積存的雨水??墒牵陙砜茖W(xué)家研究后發(fā)現(xiàn),這些液體并不是雨水,而是根系從土壤中吸收 來的,即使在干旱之年,瓶底里也照樣有液汁。有趣的是,在瓶底的液體中還有細(xì)菌生存,這些細(xì)菌可以幫助瓶子草分解捕 捉到的“獵物”。

雖然瓶子草的消化液對(duì)多數(shù)昆蟲來講是致命的,但也有不怕者。科學(xué)家詳細(xì)觀察過瓶子草捕食昆蟲的過程,發(fā)現(xiàn)在眾 多的昆蟲中,就有一些不能被消化的。有種蛾子的幼蟲可以進(jìn)入瓶中吃蜜汁,它也不怕瓶子草的消化酶,吃飽了仍能安然無 恙地出來。還有一種蚊子,居然將卵產(chǎn)在瓶子草的消化液中,并可以孵化出幼蟲,幼蟲進(jìn)而再長成成蟲,絲毫不受影響而安 然飛走。這恐怕是動(dòng)植物相互適應(yīng)的結(jié)果,即某些昆蟲適應(yīng)了瓶子草的這種環(huán)境,可以抵抗瓶中的消化酶,瓶子草反而成了 它們的安樂窩。

各種瓶子草捉蟲的方法均與上面介紹的類似,但有些草種的變態(tài)葉在形狀上會(huì)有差別,如帽蓋瓶子草的變態(tài)葉,像個(gè)長 管子,口部有個(gè)帽狀的蓋子,因而得名帽蓋瓶子草。另有一種瓶子草,猛見時(shí)嚇人一跳:它的變態(tài)葉高達(dá)1米以上,上部稍彎, 好像眼鏡蛇的腦袋,在接近瓶口處有一處葉片向下延伸部分,很像蛇吐出的信子。在信子附近有一小孔,是進(jìn)出瓶子的通 道。此處還生有蜜腺,能分泌出蜜汁,引誘昆蟲入瓶。

更為奇特的是,此種瓶管狀葉子上部有許多透明的小亮塊,陽光照射在上面,酷似出口。當(dāng)昆蟲循小孔入內(nèi)掉下去后, 看見那透亮小塊時(shí),以為是出去的地方,努力向上爬,結(jié)果爬了許多次皆碰壁而回,最終仍舊掉入管內(nèi)液體中淹死。

該種瓶子草只生長在美國加州沼澤地帶,因此也被叫作加利福尼亞瓶子草。前面提到的帽蓋瓶子草也產(chǎn)于美洲。

茅膏菜大顯身手

茅膏菜,俗稱捕草蟲,為茅膏菜科茅膏菜屬植物,多年生草本,也是一類著名的食蟲植物,分布在世界的熱帶至溫帶地 區(qū),有少數(shù)到了寒帶。共有4屬100多種,以茅膏菜屬為大,有100多種,我國有6種。

茅膏菜捕蟲時(shí)也是靠葉子來執(zhí)行任務(wù),但它的葉子不做變態(tài)狀。以我國產(chǎn)的圓葉茅膏菜為例,它是一種多年生草本,高 只有10—20厘米,葉子全是基生的,葉柄長,葉片圓形或扇狀圓形,比較小,直徑將近1厘米,每個(gè)葉片邊緣有許多密生的腺 毛,多達(dá)200多根,時(shí)常呈現(xiàn)出鮮艷的色彩,大多為紅色。

這些腺毛長短不同,長在葉子周邊的較長,長在葉中間的較短,每根腺毛頂端有一小圓珠形的黏液體,能分泌黏液。腺 毛極敏感,有物觸及,便會(huì)向內(nèi)和向下運(yùn)動(dòng)。每當(dāng)有小昆蟲落在葉面觸動(dòng)了腺毛,腺毛上的黏液就會(huì)黏住它們。當(dāng)昆蟲試圖 掙扎活動(dòng)時(shí),葉子上所有的腺毛受到感應(yīng),一齊向昆蟲所在位置彎曲,將蟲體緊緊包圍在里面,再也走不脫。被困昆蟲死后, 有的腺毛可以消化吸收有用的營養(yǎng)物質(zhì),也即氮類營養(yǎng)。因?yàn)槊└嗖说南倜锩嬗羞\(yùn)輸組織與葉柄相通,可以迅速將分解 昆蟲后得到的養(yǎng)分運(yùn)送到植物體內(nèi)各部去。

當(dāng)昆蟲逐漸被腺毛分泌的蛋白質(zhì)分解酶所消化后,腺毛會(huì)重新張開再次分泌黏液,誘捕新的獵物。故而人們常??梢?在葉片上見到昆蟲的軀殼。

茅膏菜的腺毛為何可以吸引昆蟲呢?原來那長得像露珠一樣晶瑩剔透的腺毛,分泌的黏液中帶有一種香甜氣味,可以吸 引昆蟲上鉤。

圓葉茅膏菜分布在廣東、福建、浙江、湖南等省,東北的黑龍江、吉林兩省也有分布,喜生在草地中。

更為有趣的是,茅膏菜可以分辨獵物的真?zhèn)巍?/p>

科學(xué)家曾做過實(shí)驗(yàn),把幾只死螞蟻放到茅膏菜的葉片上,過了很久,也不見葉上的腺毛有任何動(dòng)靜。這證明茅膏菜葉子 對(duì)昆蟲的反應(yīng)不是因?yàn)閷?duì)化學(xué)物質(zhì)敏感形成的??茖W(xué)家又取了一些小沙粒和其他小物體,放到葉片上并模仿螞蟻被粘住時(shí) 掙扎的抖動(dòng),葉子的腺毛開始活動(dòng)了。但不久之后,腺毛卻不再動(dòng)了。給人的感覺是腺毛似乎知道來的不是可食的昆蟲。 那么,它是怎么知道的呢?原來在長期捕食過程中,茅膏菜能辨別出偽造的模擬震動(dòng)在振幅和震動(dòng)頻率上與真正蟲子的差 別,因此它也就不再費(fèi)力去捕捉假蟲子了。

茅膏菜科中還有一種叫露葉花的(屬于露葉花屬,此屬僅此一種),也是草本,它的葉子細(xì)長,長達(dá)10厘米,葉子上的腺毛 更密,有兩種腺體,一種腺體有柄,能分泌黏液。另一種腺體無柄,這種腺體的特殊之處在于,只有當(dāng)它觸及含氮物質(zhì)時(shí),才 會(huì)分泌出消化酶。當(dāng)昆蟲落在有柄腺體上被粘住時(shí),雖然反復(fù)掙扎但脫不了身,最終死亡,并被無柄腺體所分泌的消化酶分 解吸收。而有柄腺體也能分泌消化酶。這種食蟲植物分布在葡萄牙、西班牙和摩洛哥,當(dāng)?shù)鼐用裼盟鼈儾蹲轿?、蠅等蟲子。

我國也有一種葉子細(xì)長的茅膏菜,叫長葉茅膏菜。這種茅膏菜,葉長達(dá)8厘米,有淡黃色長腺毛,葉柄上有短腺毛,分布 在廣東和臺(tái)灣地區(qū);地處熱帶的非洲、亞洲其他地區(qū)和大洋洲也有分布。

葉子像蚌殼的捕蠅草

茅膏菜科另一屬為捕蠅草屬,僅一種,名叫捕蠅草,是最具觀賞價(jià)值的一種食蟲植物。它的莖極短,葉輪生,貼近地面 生,葉子有變態(tài)形,分兩部分,靠近莖一端是與普通綠葉無異的葉片,有羽狀葉脈,可進(jìn)行光合作用;但葉片上部則變態(tài)成肉 質(zhì)的縱對(duì),分成兩半,像個(gè)蚌殼狀,可以隨時(shí)開合。平時(shí)這個(gè)葉片是張開的,其邊緣有許多剌毛,在中央約有6根感覺毛,葉邊 還有蜜腺,當(dāng)昆蟲來找蜜時(shí),爬到葉子中部,觸動(dòng)了感覺毛,葉子會(huì)馬上(約半分鐘內(nèi))閉合,葉緣的剌毛也互相交合。這樣, 昆蟲就被關(guān)在里面出不來了。此時(shí),葉面中間分布的許多小腺體開始分泌消化液(酶),并在葉中形成一個(gè)消化池,蟲子越掙 扎,腺體分泌的消化液越多,葉子夾得越緊,蟲子就在其中被消化吸收。有人觀察過,一只蟲子被關(guān)住后,要20天才能被消化 完。之后,葉子再次打開,準(zhǔn)備捕食下一只昆蟲。如果葉子老化,就會(huì)凋落。

趣話食蟲植物

捕蠅草分布在美國卡羅來納北部地區(qū)。

與捕蠅草捕蟲方法類似的還有捕蟲堇, 屬于貍藻科陸生草本植物,葉片多片,貼生于近地面處,葉片長橢圓形,淡黃綠 色,與普通葉片無異。惟一區(qū)別在于,它的葉片肉質(zhì)肥厚,呈弓形向外彎曲,葉緣則向內(nèi)卷旋。葉片上面也有兩種腺體:有柄 腺體分泌黏液,無柄腺體分泌消化液。當(dāng)昆蟲落于葉面,就被有柄腺體粘住。掙扎過程中,葉片受到感應(yīng),葉緣立即內(nèi)卷,包 住蟲體。此時(shí),無柄腺體分泌消化液,可以持續(xù)一小時(shí)以上,使葉內(nèi)形成消化液小池,足以消化昆蟲。捕蟲堇多分布在北美 溫帶地方,歐洲也有,我國則沒有分布。

水里的食蟲植物

在水池、水塘里也能發(fā)現(xiàn)會(huì)吃蟲的植物,以貍藻最為有名。

貍藻的名字中雖然有個(gè)藻字,但它并不是水生藻類植物,而是一種高等的有花植物,屬于貍藻科貍藻屬,全球有200多 種,我國有10多種。

貍藻葉輪生,為二回羽狀分裂葉,葉上生有捕蟲囊,呈卵形。捕蟲囊有一開口,口部有一個(gè)小膜瓣,只能向內(nèi)開,不能向 外開。囊的口部外有一些觸毛,具有感應(yīng)性。當(dāng)水蚤、孑孓(蚊子的幼蟲)等小生物為尋找庇護(hù)或者是被捕蟲囊分泌的蜜汁 所吸引來到捕蟲囊口,一旦碰觸了感應(yīng)毛,原本半癟的捕蟲囊會(huì)迅速鼓起,形成一股強(qiáng)大的吸力,同時(shí)膜瓣打開,將囊口的水 流連同“獵物” 一起吸入囊中,并迅速關(guān)上膜瓣,整個(gè)過程只需約1%秒。捕蟲囊內(nèi)壁上生有腺毛,可以分泌消化液,消化吸 收小生物體。一般只需要幾個(gè)小時(shí)至數(shù)天,即可完成消化吸收過程。消化完成后,膜瓣又會(huì)打開,將囊內(nèi)殘留物和多余的水 分排出。捕蟲囊又恢復(fù)原狀等待下一個(gè)“獵物”。兩次捕獵過程最快時(shí)只間隔15分鐘。

貍藻在我國分布廣泛,北京就有。

植物為何要吃肉

從以上諸種食蟲植物來看,其共同點(diǎn)是以葉子作為捕蟲器,它們的葉子演化出多樣化的捕蟲構(gòu)造,先想方設(shè)法吸引昆蟲 上鉤,然后抓住不放,致蟲于死地,再分泌消化液消化蟲體,吸收營養(yǎng)。這些植物為何要吃肉呢?

眾所周知,我們常見到的綠色植物都是靠光合作用制造有機(jī)物。在生長過程中,植物除了需要碳、氫、氧這三種元素 外,還需要從土壤中吸收氮、磷、鉀等元素,其中氮尤為重要,它是構(gòu)成蛋白質(zhì)必不可少的元素。植物有了氮,才能正常生 長,長得茂盛;一旦缺少氮元素,則長得又瘦又小,呈現(xiàn)出病態(tài)。

但不是任何地方的土壤都含有豐富的氮素的。比如,一些酸性土壤,以及在潮濕的地方或是沼澤之地,土壤中的氮就很 少??茖W(xué)家調(diào)查后發(fā)現(xiàn),食蟲植物多生長在近水邊,土壤貧瘠而缺氮。同時(shí),它們的根系不發(fā)達(dá),有的甚至完全退化,因此若 不能從其他方面獲得氮素的補(bǔ)充,就無法生存。

這些植物經(jīng)過長期的自然選擇和遺傳變異,其葉子逐步變態(tài)成昆蟲捕捉器,設(shè)陷阱吸引昆蟲自投羅網(wǎng),從昆蟲體內(nèi)獲得 氮素,從而解決了缺氮問題。

需要說明的是,食蟲植物雖然會(huì)捕食昆蟲,但那只不過是用來獲得氮源補(bǔ)充的一種手段,它們也能進(jìn)行光合作用。因 此,若是暫時(shí)捕不到昆蟲也不會(huì)餓死。不過,如果長期捕不到昆蟲,這些植物就會(huì)長得很瘦弱,最后甚至可能死亡。

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