如果說黑猩猩和海豚是動物中的&34;,那食蟲植物絕對是植物家族中的&34;了,它們捕捉昆蟲、甚至吞食小型動物,擁有奇特的外觀,造物主賦予了它們獨特的生存技能,讓他們在這個星球上惡劣的環境中也能生存。
科學家對生長在美國北卡羅來納州的捕蠅草進行觀察研究,發現它們竟然可以對觸碰做出反應,甚至還擁有了短時記憶的能力。
捕蠅草原產於北美,它們生在在美國卡羅來納州酸性沼澤中,它們是食蟲植物家族中的代表性成員。在這片大沼澤地中,土壤中沒有氮和磷等植物所必須的營養成分,而且缺少陽光,大多數植物在這樣惡劣的生長環境裡無法生存,而捕蠅草,就好像是地獄中的使者,在這片「植物地獄」中繁殖生長,它們張著獠牙,伺機而動。
為什麼捕蠅草能有這般能耐?
和大部分綠色植物一樣都可以進行光合作用,但生長在這片&34;當中的蠅草卻對並不太需要進行傳統的光合作用,它們進化出了自己獨特的生存技能,直接通過捕捉昆蟲以及小動物獲得營養,顯然和比空氣中的陽光和水分相比,動物蛋白的營養更加豐富。
相比其他的植物,捕蠅草特徵非常明顯,它們的葉子有兩個瓣片,而瓣片的邊緣長著突起,就像是牙齒一般。這兩個瓣片在一側相互連接。在正常狀態下,瓣片是張開到一個特定角度的,這兩個巨大葉片的深處有一個紫紅色的特殊器官,可以分泌植物很喜歡的蜜汁。
這種氣味可以吸引雙翅目昆蟲以及膜翅目昆蟲,甚至很多小型爬行動物也會被這種味道所吸引。
當感知到有昆蟲爬上葉片表面時,兩個葉片就會迅速突然合攏,這股力量很大,小動物會直接被夾在捕蠅草的陷阱之中。這時候形如睫毛的凸起會變成一個監獄,小動物根本沒辦法離開,而兩個葉片關閉後這些凸起就像監獄鐵欄一樣,這些小動物瞬間成了&34;。
很多雙翅目昆蟲的反應速度極快,例如蒼蠅。我們日常生活中徒手拍蒼蠅經常會一無所獲,但是捕蠅草卻很少失手,科學家通過測量發現,這種捕蠅草關閉的一瞬間的速度可以達到0.1秒,就是靈敏的蒼蠅也無法逃離捕蠅草精心設置的陷阱。
當兩個葉片合攏的時候,這些囚犯就走到了生命的盡頭,很快葉片內就會分泌消化液,這些獵物會在陷阱裡被消化,養分則被捕蠅草吸收。
捕蠅草是一種較早就被人類發現並研究的食肉植物,我們熟悉的生物學家達爾文曾經對這種植物進行觀察和研究,並尋找捕蠅草陷阱的&34;。
科學家通過一系列研究發現,捕蠅草的觸發器官是瓣片內側的粉紅色黑色毛髮,這些就像是陷阱的&34;,當昆蟲一旦觸碰到這個器官之後,捕蠅草會在最短時間內就全面閉合。
科學家還發現一個很有趣的現象,捕蠅草為了防止&34;,也不會輕易觸發陷阱機制,只有至少兩根毛髮被同時觸碰的時候才會閉合,當科學家僅刺激一根毛髮的時候,捕蠅草則不會觸碰。
而且兩根毛髮必須在超過20秒內被連續觸碰,陷阱才會啟動,這種觸發機制很靈敏,但是也非常挑剔,這也就意味著體型極小,可以在凸起間逃走的昆蟲不會誤觸陷阱,因為它們的個頭兒不可能同時觸碰兩隻毛髮。
傳說中魚的記憶力只有七秒鐘,雖然這個說法已經被證實並不科學。但是足能看出人類對於低等動物大腦神經反射的一個觀點,絕大多數人都認為低等生物沒有記憶的能力,如果你這樣認為的話有些小看捕蠅草了,因為這是迄今為止,科學家們發現的植物家族中存在有記憶能力的成員,多項研究都表明,捕蠅草擁有短時記憶的能力。
上文我們已經簡單講了捕蠅草的陷阱觸發機制,當小昆蟲進入捕蠅草的時候,陷阱是不會觸發的,因為只有一個昆蟲同時觸碰兩個感覺毛的時候陷阱才會觸發,因為小型昆蟲即便觸發陷阱,它們依然可以從監獄&34;的空隙之間脫逃,捕蠅草浪費了能量卻勞而無功。
事實上,這種兩根感覺毛觸發機制可以理解成一種記憶機制。
當觸動第一根感覺毛的時候,實際上捕蠅草已經開始記憶了,而觸動第二根感覺毛的時候,捕蠅草則通過第一根感覺毛的記憶,進行執行。
科學家通過測算,捕蠅草的這種記憶顯然比魚類的&34;記憶更強大,能夠持續20秒鐘左右,只有在20秒鐘內觸發兩根感覺毛,捕蠅草就會瞬間合攏,打開陷阱。
假如一隻小昆蟲行動很緩慢,當它觸碰到第一根感覺毛以後很長時間才爬到另一根毛,那麼20秒的記憶就不再會奏效,捕蟲草會忘掉第一次觸碰,所以陷阱是不會打開的。
科學家約翰・伯頓早在1882年就發布了關於捕蠅草的這個神奇現象,但是科學家一直沒有搞清楚沒有大腦的植物到底是如何完成記憶的。直到一個世紀以後,科學家通過反覆研究發現這些動作實際上是通過電信號進行傳播的。
科學家認為捕蟲草的閉合需要相對較高的鈣濃度,當第二根感覺毛被觸碰之後,就給了整個植物一個信號,鈣濃度會達到最高值,整個陷阱將會被觸發。
維持20秒記憶的秘密
科學家通過測試後發現,當觸碰第一根感覺毛形成的鈣濃度調高值後,會隨著時間流逝而下降,當幾秒鐘過去後,鈣濃度就會恢復到正常水平,這些鈣離子如果徹底消散之後,捕蠅草也就會&34;了。
科學家通過研究還發現捕蠅草釋放的電信號和人類和其他動物的大腦信號非常相似,這些動物沒有大腦卻能夠產生類似於人體的神經信號。
捕蠅草是人類較早認識的一種食肉植物,雖然我們解答了捕蠅草記憶機制的謎題,但是還有很多食肉植物的捕蟲機制我們都不清楚,隨著科學家研究的深入,我們會更加了解這些植物獵手。