食肉植物的秘密:強悍的生存能力,抵不過生存區域的減少!

2020-12-04 怪羅科學

大多數人都熟悉捕蠅草和豬籠草,它們有個顯著的特性,就是像動物一樣捕捉獵物,通常被當作新奇的東西出售。

其實,像它們一樣的食肉植物總共有600多種,其中包括300多個屬捕捉獵物但是不具備消化能力的種類。

在這些植物中,捕捉和消化獵物的能力至少已經獨立進化了6次!

它們為什麼食肉!

如果其他植物能靠空氣中的氣體和土壤中的水分生長,為什麼這些植物要吃昆蟲呢?

實際上食肉植物和其他植物一樣,通過光合作用獲得了大量的能量。在光合作用中,植物利用太陽的能量來推動將二氧化碳和水轉化為糖和氧的反應。

然後產生的糖以ATP的形式轉化為能量,這與我們身體處理碳水化合物的過程相同。

然而,除了合成葡萄糖,植物還需要製造胺基酸、維生素和其他細胞成分來生存。要做到這一點,植物需要額外的營養。

比如:氮用來製造胺基酸,核酸,蛋白質,另外磷、鉀,鈣等礦物質都是植物所必須的。

一般食肉植物都生存在沼澤中,土壤呈酸性,礦物質和其他營養物質匱乏。

大多數植物不能在這種環境中生存,因為它們不能製造足夠的生長所必需的構件。

而食肉植物已經進化出了在這個獨特的生態位中茁壯成長的能力,那就是「運動」,或者叫「吃」。

而它們的主要獵物昆蟲等生物不僅提供了土壤中缺失的營養物質,還含有額外富含能量的碳水化合物。

它們如何捕獵?

對於一株站著不動的生物,要捕捉到獵物,最重要的就是,把獵物吸引過來,然後不讓他們逃脫。

食肉植物沒有大腦或神經系統來協調它們的生理功能,告訴它們餓了,或者告訴他們什麼能吃,所以辨別是不是獵物也很重要。

大多數植物都有某種吸引動物和昆蟲的機制,不管它們是否願意宴請它們的客人。

例如,非食肉植物進化出強烈的氣味或糖漿狀的汁液來吸引蜜蜂、蝴蝶和其他昆蟲,利用它們完成授粉。

而食肉植物,一般是形成一個分泌一種甜的花蜜的葉子,吸引昆蟲前來覓食。

當昆蟲進入陷阱時,就會觸發陷阱,把昆蟲限制在裡面。至於為什麼能關閉陷阱,目前還有沒有一個確切的說法。

有一個對捕蠅草閉合的主流假設是: 葉子內層的細胞被壓縮得很厲害。這就在植物組織中製造了張力,從而打開了陷阱。

觸發毛的機械運動導致細胞內ATP驅動的水壓變化。細胞受到不斷增加的水壓的驅動而膨脹,當植物組織放鬆時,陷阱就會關閉。

即使沒有大腦來分析它吃的是什麼,食肉植物仍然能夠區分是昆蟲,還是不可使用的物質。因為被困在陷阱裡的昆蟲往往會四處亂竄,試圖逃跑。

而如果落入陷阱的是石頭、樹枝和樹葉等無生命的物體,是不會有進一步刺激的。它們就是這樣辨別是關閉陷阱,還是打開陷阱的。

它們如何消化食物?

大多數食肉植物都有自己的消化酶。還有一些依靠細菌來產生這些酶,細菌使捕獲的獵物腐爛,植物吸收養分。還有一些植物既依賴自身的酶,也依賴細菌產生的額外酶。

一旦昆蟲被牢牢地安置在陷阱裡,消化的過程就可以開始了。這個陷阱就像一個微型胃,會分泌酸性的消化液,溶解食物的軟組織和細胞膜。

這些消化液從陷阱內表面的腺體分泌到被困的獵物身上。在5到12天的時間裡,昆蟲被浸泡在這些汁液中,在此期間,昆蟲被消化並提取營養,消化液在每次消化後被回收。

這些陷阱分解速度往往隨年齡變化,較老的陷阱可能分泌較弱的混合酸和酶。同時環境溫度也會影響分解速度,在一定程度上,溫度的升高使酶的過程更加快速。

這個過程一直持續到昆蟲只剩下堅硬的外骨骼。(與人類和其他脊椎動物不同,昆蟲和蛛形綱動物使用更靈活的外部骨骼來保護自己,並形成身體的骨架。)

一旦酸性溶液中的營養物質耗盡,這是一個重新打開陷阱的信號。之後,昆蟲的屍體通常要麼被雨水衝走,要麼被風吹走。

最後

食肉植物給了很多小說和電影靈感,而這些小說和電影往往呈現給觀眾的都是對食肉植物的恐懼。

現實中的它們雖然能戰勝惡劣的土壤環境,也擁有其他植物沒有的能力(捕食),但卻不是一個頑強的植物。

由於這些植物大多局限於狹窄的地理區域,許多受到棲息地喪失或過度採集的威脅,現在大部分食肉植物是瀕危物種。

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