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为什么食肉植物长得很高(为什么食肉植物长得很高呢)

来源: 四季文学网 时间:2023-10-21
为什么有的植物喜欢“吃肉”?

    很多小伙伴的饮食习惯是“无肉不欢”,那如果告诉你,在植物界也存在相同喜好的种类,你会不会大吃一惊呢?毕竟在通常认知中,植物利用阳光完成光合作用,将无机物转化为有机物,从而维持自身生长。不过,有一类植物很特别,它们的食谱上居然会出现肉类,这就是食肉植物。食肉植物的猎物范围很广,小到昆虫,大到鼠类,只要塞得下,统统来者不拒。食肉植物吃食物时,手段特别,且“不忍直视”,因为它们是通过分泌消化液,将这些倒霉的猎物逐渐溶解掉的。那么问题来了,为什么自然界会出现食肉植物这种“怪胎”呢?如果答案是逼不得已,你相信吗?

    在达尔文1875年所著的《食虫植物》中,曾经解释过食肉植物的由来。土壤是植物获取氮素的重要来源,而氮素是制造蛋白质的主要原料和合成DNA的主要成分。不过,土壤中的氮素终究有限,部分植物无法吸收到足够的氮元素。面对这种险境,食肉植物也不得不开发出新技能,因此,叶片就逐渐变成捕虫囊。当昆虫掉入囊中,食肉植物就分泌一种酵素,这种物质能分解蛋白质,从而将昆虫消化吸收,补充自身的氮素营养。

    事实上,在广袤的大地上,并非每一块土地都是肥沃的土壤,不少地方长期处于砂石遍布的荒凉境地,营养元素长期高度匮乏是在这些贫瘠区域生长的植物所面临的难题。即便是看似内容丰富的沼泽,也因为长时间是酸性环境,蕴藏大量有机质的土壤没有办法利用细菌分解,为植物提供充足的营养。在种种长时间缺乏营养的环境中,一些植物被迫掌握了将蛋白质丰富的昆虫和小动物变成“美味”的营养来源的技能。

    很多人以为吃肉对于植物来说可能是一个更好的选择。不过,在进化过程中,食肉植物想要更好地存活下去,付出的代价也着实不小。比如,它们叶片的功能性发生了极大的转变。一般的植物叶片主要进行光合作用,但是食肉植物的叶片需要引诱和捕捉猎物,久而久之,执行光合作用的叶片会越来越少。即便叶片保留了光合作用的功能,但是效率比较低,加上氮元素摄入依旧有限,因此,众多的食肉植物并没有因为“吃肉”而变成庞然大物。

    作为“吃肉不吃素”的另类植物,猪笼草一定榜上有名。作为相貌独特的藤本植物,猪笼草得名原因在于叶片上挂着一个被拉长的椭球体的捕虫笼。据记载,猪笼草很大能长到50厘米高,捕虫笼的直径可达25厘米。其猎物范围不局限于昆虫,它还可以捕食蜥蜴、蛙类、鸟类等体型更大的动物,威力可见一斑。由此可见,虽然自然法则中动物吃掉植物是普遍规律,但是不乏一些异类想要挑战此规律,更令人惊奇的是还挑战成功了。本来生为植物,食肉植物却用动物的方式顽强地生存下来,从而增添了物种的多样性。

食肉植物如何一步一步成为吃肉高手?

关于食肉植物,大家并不陌生,很多人家里养着捕蝇草,有人甚至让它吃过泡泡糖,今天就和大家说说食肉植物。

简单来说,食肉植物以其他植物和昆虫为食,因其迷人的外表和食肉的行为,被达尔文称为是世界上很奇妙的植物。

据估计,食肉植物大约在6000万至1.25亿年前进化而来,共有630多种。

是什么让它们改变植物一贯的饮食风格,开始吃荤呢?

生存的根本:营养需求

这个星球上的每一个生物都是幸存者,每天都在战斗,只有适合的人才能生存。在进化生物学中,健康有着广泛的意义,从很原始的意义上来说,健康就是吃,每天吃食物来保持健康,适应,应对每一天的挑战。

植物的主要食物来源是环境和土壤,它们的根扎入土壤中,将环境中的无机物转化为有机分子。除了空气中的二氧化碳,它们还需要从水和土壤的混合物中获得其他重要的营养物质,比如氮磷钾。

如果仔细观察,就会发现,食肉植物是一类生长在潮湿、沼泽、酸性土壤中的特殊植物,这样的生长环境导致食肉植物无法正常固氮和吸收其他营养物质,为了生存,它们才慢慢进化出消化昆虫和其他节肢动物的能力,来获取氮元素。

这种进化被称为趋同进化,那些适应环境的会活下去,而不适应的会饿死。

这些植物在贫瘠土壤中,从动物身上获取食物的能力是自然选择作用的结果,自然选择对同一组基因上的几个基因变化有各自的偏好。

*一种机制:陷阱

自然选择是在基因的范围内进行的。基因包含着我们身体各部分赖以形成的蓝图。因为基因和新基因的数量是有限的,所以我们不可能完全出于需要而赋予新能力,有机体必须随着时间的推移改变一些基因的功能,更确切地说,是牺牲一些已有的能力,并用新的基因取代它们。

例如,人类和黑猩猩在七百万年前就从同一个祖先分化出来了。这两个物种的手都有四个手指和一个拇指。然而,负责其结构的基因组略有不同。

我们有更短的手指和更大的拇指,这使得我们具有高度精确的抓握能力,而黑猩猩有更长的手指和更短的拇指,这更有利于摆动。人类的手随着自然选择的压力而改变,以使我们成为更好的工具制造者。

同样地,那些很初参与防御某些疾病的、应对生物和非生物胁迫的基因,便获得了捕捉昆虫等相关的新功能。

然后经过多代更替,它们形成了一种独特的外部生物机制,吸引猎物,并在它们一接触时就将其捕获,这种机制帮助它们获得了氮元素的供应。

第二种机制:消化

除了发展出捕捉猎物的策略外,自然选择还作用于其他植物基因,以发展出消化它们的能力,这一现象被称为“平行进化”。

根据研究结果,捕捉昆虫的植物获得了新的酶功能。

碱性几丁质酶,能分解昆虫外骨骼的几丁质;紫色酸性磷酸酶,它能从分子中释放磷酸基团,有助于调动猎物的磷酸盐。

然而,这些植物没有资源来消化骨骼,它们只是吸收了所需的营养,留下了一具没有生命的尸体。

研究人员还进行了一项有趣的研究,他们在缺乏动物蛋白的情况下种植食肉植物,选择用其他肥料养殖它们,很终发现它们的结果和萌芽严重减少。

显然,人工施肥不能使它们充分生长,而昆虫或其他动物喂养可以让它们更好地生长。

那些令人着迷的食肉植物

分泌蜜汁的捕蝇草

捕蝇草是众多植物中很有名的了,辨识度也很高,酷似贝壳的捕虫夹,边缘是长长的刺毛,被喻为维纳斯的睫毛。它会分泌蜜汁,小虫子被蜜汁吸引,脚一旦落入捕虫夹内,就会迅速合拢,并消化吸收。

捕蝇草不止捕食昆虫,也会对青蛙和小蜥蜴下手。

长得像一个带盖瓶子的猪笼草

猪笼草外形像猪笼而得名,瓶状体,上面还有盖子,和捕蝇草的策略相似,用蜜汁诱惑,当虫子爬到瓶口后,瓶口光滑容易掉入瓶底,一旦掉下去就再也出不来了,猪笼草分泌的汁液会将虫子淹死。

全身都是粘液的茅膏菜

茅膏菜的武器是一群覆盖着鬃毛的茎状触须,它们的头部被看上去像水滴的东西包围着,但实际上是由一种粘稠的液体组成,猎物一沾上就无法逃脱,这些触须会卷曲起来,将昆虫整个吞下。

食肉植物

食肉植物又称食虫植物。这种植物能借助特别的结构捕捉昆虫或其他小动物,并靠消化酶、细菌或两者的作用将小虫分解,然后吸收其养分。

已知食肉植物约有400种。这类植物多为绿色植物。食肉植物能将捕获的动物分解,这个过程类似动物的消化过程。分解的很终产物,尤其是氮的化合物及盐类为植物所吸收。

食肉植物多数能进行光合作用,又能消化动物蛋白质,能适应极端的环境。其诱捕工具多为叶的变态。半数以上的食肉植物,其特点是花两侧对称。有些食肉植物几乎遍及全世界。

其中捕蝇草的反应很为迅速。食肉植物的捕虫机制有的是利用产生的粘性液体粘住猎物,有的是用像瓶子似的叶子诱猎物进入后再封口等等。大部分食肉植物都生长在潮湿荒地、酸沼、树沼、泥岸等水分丰富而土壤酸性缺乏氮素的环境。无论水生、陆生或两栖,食肉植物均有相似的生态特点。大部分食肉植物是多年生草本,高不过30厘米,常仅10至15厘米。各别种类有长至1米的,很小的坷以隐藏在水藓沼泽的藓类中。

植物藉由根部吸收水份及矿物质,由叶片吸收二氧化碳,再经由阳光所推动的光合作用将二氧化碳、水及矿物质转化为碳水化合物及其它的有机物,植物因而得以成长。 采用粘着方式来捕虫的食虫植物,则采用气味来吸引昆虫。毛毡苔、彩虹草、捕虫蓳能散发出特别的气味,只是这些气味通常过于微量,因此人不太容易闻到。

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