捕食者耐心十足地守株待兔,而它的猎物却悠哉悠哉,全然不知危险只有咫尺之遥。毫无察觉的猎物只顾埋头品尝甜美的汁液,却已犯下一个致命的错误。捕食者魔爪一挥,迅速合拢,将猎物囚禁起来。挣扎是短暂的,不久捕蝇草就开始安然消化这顿美餐了。
有一种食虫植物特别让公众心驰神往:维纳斯捕蝇草(Dionaea muscipula)。许多人在上小学时第一次目睹了这种神奇植物的捕食行为,并且被它奇怪的饮食习惯和独特的外表迷住了。 您可曾想知道用手指戳一下维纳斯捕蝇草张开的叶子会有什么后果?您可曾对这种植物如何被冠以这样一个古怪的名字而感到好奇?在本文中,我们将回答这些问题,并且提供其他一些精彩内容。
捕蝇草背景知识
尽管维纳斯捕蝇草已经迷住了世界各地的人们,但事实上这种植物仅生存在令人难以置信的狭小地理区域。在野外,它们存在于北卡罗来纳州与南卡罗来纳州海岸一片1100多公里长的地区。在此区域内,这种植物的生存范围又进一步局限于湿润、多雨且阳光充足的沼泽与湿地区域。由于维纳斯捕蝇草过于稀有,因此,尽管关于食肉植物的故事广为流传,但早期的一些植物学家还是怀疑它们的存在。
命名轶事
那么,这种植物最终是如何得到“维纳斯捕蝇草”这一引人入胜的美名的呢?不难想像,“捕蝇草”的由来可能与它的捕虫本领有关联,但“维纳斯”的由来就没那么一目了然了。按照国际食虫植物协会的说法,这个名字的由来十分耸人听闻。对维纳斯捕蝇草的研究始于17与18世纪。当时的社会习俗与今天相比是主张禁欲的,而且深受人类欲望与罪恶的困扰。女性经常被特意刻画为诱惑男人与贪恋权势的祸水。捕蝇草能够设下陷阱,诱捕并消化昆虫——当时的植物学家们显然发现,这一本领与女性的解剖构造和行为的某些方面存在相似之处。因此,据说他们便以异教中代表爱情与金钱的女神——维纳斯来命名这种植物。 维纳斯捕蝇草吃什么
如果您看过音乐剧或电影《绿魔先生》,食肉植物的真实面目或许会给你留下不良印象。虽然电影中的变异捕蝇草奥黛丽喜食人体,但真正的食肉植物却更喜欢食用昆虫和蜘蛛类动物,例如:
既然其他植物能够靠空气中的气体与土壤中的水分茁壮成长,那么维纳斯捕蝇草又为何以昆虫为食呢?其实捕蝇草和其他植物一样,通过光合作用这一过程获得很多养料。在光合作用中,植物利用太阳能推动以下反应的进行:将二氧化碳和水转化为糖和氧气。随后,所产生的糖通过与人体相同的碳水化合物处理过程,转化为以ATP形式存在的能量。 然而,除了合成葡萄糖之外,植物还需要生成氨基酸、维生素与其他细胞成分才能生存。为了实现这一点,植物需要额外的养分,例如:
在维纳斯捕蝇草所偏爱的沼泽中,土壤为酸性,并且缺乏矿物质与其他养分。大多数植物无法在这样的环境中生存,因为它们无法生成生长所必需的足够要素。维纳斯捕蝇草通过寻找替代方法来获取诸如氮之类的关键养分,进化出了在这种独特的生态位上茁壮成长的本领。昆虫之类的活物是优良的养分来源,能为植物提供土壤中缺少的养分。此外,它们还含有富含能量的碳水化合物。
人类与捕蝇草的关系
尽管人类凭想像力虚构出巨大的杀人植物,然而人类却是捕蝇草与其他食虫植物生存繁衍所面临的真正威胁。在野外,捕蝇草面临灭绝的危险,这归咎于:
捕蝇草爱好者的过度采集 生长捕蝇草的自然湿地遭到排水与破坏 污染 因此,在卡罗来纳州,从原产地挖走维纳斯捕蝇草会被处以高额罚款。但是,您可以在许多苗圃买到维纳斯捕蝇草,而且拥有这样一株人工种植的捕蝇草不会让您受到法律制裁。
维纳斯捕蝇草如何捕食
食虫植物必须能够:
引诱猎物 捕获猎物 是什么致使叶片紧闭呢?谁也不知道触发毛受到的连续机械刺激究竟是如何转化为关闭诱捕器的行为的。时下流行的假说是:
它可以食用吗? 落入诱捕器的没有生命的物体,如石头、细枝和叶子,或人为放置的物体(哪个孩子能抵抗把铅笔尖探入诱捕器中以便观察它闭合的诱惑呢?)并不会动来动去从而激起触发毛的反应。如果触发毛没有受到进一步的刺激,诱捕器就会停留在部分关闭的状态,直到诱捕器叶片中的紧张状态得到恢复。这一过程需要大约12小时,然后叶片会再度张开。不受欢迎的物体会在叶片重新打开时掉出来,或者被风吹出来。 这一选择过程显然不是十全十美的:当诱捕器无法使用时,苍蝇和蜘蛛这些真正的食物可能正在植物周围爬来爬去。想像一下,如果您不得不口含一块鸡骨头或一个桃核坐上12个小时,而剩余的美味就放在您面前的桌子上,那么您会有多痛苦!区别在于知道自己要吃什么,而维纳斯捕蝇草却只能被动地参与对食物的选择。对维纳斯捕蝇草而言,此过程实际上是回避以下两个问题的极好的方式:
捕蝇草如何消化昆虫
一旦诱捕器完全关闭,叶片就形成了密封构造,以便实现以下目的:
诱捕器能容纳的昆虫大小存在上限。诱捕器的长度至多能达到约2.5厘米,而理想的昆虫大小应该是这一长度的三分之一左右。如果昆虫过大,诱捕器将无法形成足够紧密的密封来阻挡细菌和霉菌进入。一旦细菌和霉菌进入,它们就能够蚕食腐烂的昆虫并大量繁殖,而诱捕器的叶片也会毁于这种侵袭。诱捕器将由于叶片腐烂而变黑,而这一切最终将导致捕蝇草死亡。 维纳斯捕蝇草能够承受在这里或那里损失诱捕器,因为这种植物最终能萌发出新的诱捕器。大自然就像家用产品制造商一样,为诱捕器设计好了计划报废。经过大约10到12次部分或完全闭合之后,诱捕器就会丧失捕猎能力。叶片会一直保持张开,而原来的诱捕器也不再履行吸引并食用昆虫这一例行公事,而是在通常为两到三个月左右的余生中为光合作用这一过程贡献能量。如此一来,如果诱捕器被不可食用的物体反复刺激,那么植物能在这段专门用来进行光合作用的时间内,补偿由于张开与关闭诱捕器所造成的一些能量与ATP损失。 但是,让我们回到美餐上来——一旦昆虫被牢牢固定在诱捕器中,消化过程就可以开始了。此时,诱捕器便充当了小型的胃。就像人类的胃一样,诱捕器能够分泌出酸性消化液,以便完成以下工作:
自己种植捕蝇草
除非您住在维纳斯捕蝇草的天然生长地,否则您大概不能只是在自家花园的泥土中扔一株这种植物,然后坐看它生长。然而,如果愿意投入一点儿时间和精力,那么您就能在家里种植维纳斯捕蝇草。
种植维纳斯捕蝇草的基本准则是模拟可使它们茁壮成长的条件。这意味着它们必须生长在满足以下条件的环境中:
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