植物在人們的印象中是平靜、溫和的，但世界上也存在不少食肉植物，它們在捕獲昆蟲時顯得十分「兇殘」。
依賴土壤生存的植物是如何變成「肉食者」的呢?這起源於大約7000萬年前，當恐龍在地球上遊蕩的時候，一種基因異常讓一些植物變成了肉食者。
一項新的研究發現，這在一定程度上是通過一種隱秘的技巧實現的:重新利用原本用於它們的根和葉的基因，用它們來捕捉獵物。
研究人員說，一些非食肉植物花了數千萬年的時間才轉變成飢餓的肉食者，這個步驟只是其中的三個步驟之一。
向肉食的轉變給這些植物帶來了許多好處。
事實上，「食肉植物通過捕捉和食用富含營養的動物獵物來扭轉局面，使它們能夠在缺乏營養的土壤中茁壯成長，」研究人員在5月14日在線出版的《當代生物學》(Current Biology)期刊上寫道。
為了研究食肉植物是如何進化的，由德國維爾茨堡大學(University of Wurzburg)副教授約爾格·舒爾茨(Jorg Schultz)領導的一個由植物學家和生物學家組成的國際團隊比較了三種現代食肉植物的基因組和解剖結構。
食肉植物有數百種，但研究人員選擇了三種相關的以昆蟲為食的植物，它們都是茅膏菜科的成員。研究人員說，這三種植物都利用運動來捕捉獵物。
其中一種就是我們熟悉的捕蠅草，它是卡羅來納州溼地的原生植物，曾影響過《口袋妖怪》中的角色。
另一種是水車草，為水生食蟲植物，與捕蟲草類似。其整株成長條狀漂浮於水中，在其葉柄末端，有數根須狀葉和捕蟲夾，靠捕捉一些水蚤等小型水生動物補充營養。
第三種被調查的植物是美麗但致命的小茅膏菜(Drosera spatulata)，它在澳大利亞很常見。用甜味引誘著獵物，茅膏菜會用黏液粘住獵物，並用葉片將獵物卷食。
在對這些植物進行分析後，研究小組發現了食肉性的三個步驟。
首先，大約7000萬年前，三種現代植物性食肉動物的早期非食肉祖先進行了全基因組複製，產生了其整個DNA或基因組的第二個副本。
這種複製釋放了葉子和根基因的一個副本，使其多樣化，使它們能夠服務於其他功能。
一些葉片基因發展成為誘捕基因，而肉食性營養和吸收過程則由原本為根系從土壤中尋找營養的基因引導。
當植物開始從獵物那裡獲得新的營養時，它們就開始了向食肉動物進化的第二步。
那時，傳統的葉子和根就不再是必須的了。許多與肉食性營養無關的基因開始消失。
例如，水生水車植物的幼苗獲得了一個早期的原根，但隨著它們的成熟，原根無法發育。這是曾經是根系統的唯一殘餘。
研究人員說，由於丟失了這個基因和其他基因，在這項研究中觀察到的三種植物是迄今為止被測序的基因最少的植物。
2013年，其他科學家小組的兩項早期研究也在其他食肉植物中發現了類似的基因缺陷。
他們發現，一種水生狸藻類植物在除南極洲以外的所有大陸上都能繁茂生長，還有一種原產於巴西的螺旋形覆蓋地面的植物，與非食肉植物相比，它們的基因組都非常小。
這項新研究的研究人員說，這些食肉動物可能也經歷了同樣的基因脫落過程。
在向食肉動物轉化的第三步，這些植物經歷了特定於其環境的進化變化。
研究人員發現，根和葉的進化是針對陷阱的。曾經用來從土壤中尋找和吸收養分的根的基因，現在被用來產生消化和吸收獵物養分所需的酶。
曾經用於分泌花蜜來吸引傳粉昆蟲的腺體中的基因被召喚到陷阱中，在那裡它們產生物質來吸引獵物。
大多數有葉和根的植物含有成為食肉動物所必需的物質。
研究人員寫道，這項新研究揭示的三個步驟表明，隨著時間的推移，古老的「非食肉植物如何進化成地球上最熟練的綠色獵人。」
編譯/前瞻經濟學人APP資訊組
原文來源：
https://www.livescience.com/how-carnivorous-plants-evolved.html