有什麼植物是食肉的?

它們中有許多長成了各種異星生物的怪模樣。只是,它們並不是想用各種令人驚奇的手段來吸引流量獲得無聊點贊,或故意用令人心悸的樣子極大滿足各類患者的好奇心,而是因為環境選擇和演化的結果。

許多的食肉植物能夠生活在這個星球上光線和養分都十分匱乏地方,在嚴酷的自然選擇壓力之下,一些植物物種在漫長的演化過程中具備了將動物轉化為必要養分的器官,從而它們有了吃肉的愛好和能力,這一類的物種能夠把肉食作為其營養的主要來源,於是這個星球上出現了要吃肉的植物。

一些能吃肉的植物進化出了很多精妙絕倫的捕蟲器官,有的捕蟲類植物是通過自己精心布置好的陷阱,引誘昆蟲全區自投羅網。豬籠草擁有一個外形奇特的瓶狀體,這是它的葉脈延長的葉卷鬚經過了變態而形成的,這個瓶子裡面往往還有小半瓶消化液,主要是含有豬籠草瓶底腺體分泌的消化酶。當昆蟲在瓶口外緣時失足掉入瓶內後,會被瓶內的消化液淹死、分解後再被吸收。

豬籠草的瓶子上還有一個蓋子,除了可以遮蔽風雨,最重要的功能是這個蓋子上密布了很多的腺體,這種腺體能夠分泌螞蟻等等小型昆蟲,最喜歡的含糖的蜜露,腺體分布的這種糖液,還會形成薄薄的一層,當小昆蟲們追隨著蜜露的氣味,沿著豬籠草植株上腺體的軌跡,叫做引路腺,一步一步的就滑向了深淵,當他爬到絲滑的瓶口的時候,一下就落入了瓶中,豬籠草的瓶內壁是非常光滑的蠟質層,所以落水的昆蟲絕對沒有可能逃生。

豬籠草屬Nepenthes

食肉的植物,其實在植物分類上從來都不是屬於同一類型的,它們吃肉的器官和手段也完全不同。甚至一些吃肉植物看上去很相像的吃肉器官,也並不是出於同源,而是在條件苛刻的自然環境中出現了相似的演化。就像來自於澳大利亞西南部,看上去和某些豬籠草很相像的植物土瓶草,它們的捕蟲器同樣由葉變態特化而來,有著多毛和漂亮條紋的瓶蓋,當昆蟲在瓶口外緣失足掉入瓶內,同樣會被瓶內的消化液分解吸收。儘管二者如此相似,其實,土瓶草和豬籠草之間並沒有任何的親緣關係,而是行進於各自的演化分支上,在非常惡劣的生長環境和同樣的高壓力下,經過自然的選擇,漸漸出現了趨同進化。

茅膏菜屬和捕蠅草屬都是茅膏菜科的植物,有趣的是,雖說是同一科的植物,它們獲得肉食的方法採用了完全不同的策略。茅膏菜屬的植物幾乎遍布全世界,他們的大部分種類,長著細長的葉,它們的葉片上密布著非常細微的腺毛,能夠分泌出多種不同的物質,這些物質能夠發出各種各樣的氣味,這些氣味裡面包含著許多的化學信息,吸引著前來覓食的昆蟲。

茅膏菜Drosera peltata var. multisepala

都說肉食者鄙,然而論起吃肉,茅膏菜屬大致上都是一類吃相極優雅的食蟲植物。除了散發氣味,茅膏菜屬植物的葉片上密布的腺毛還可以分泌粘液,當昆蟲被粘液粘住的時候,就無法脫身,同時還可以分泌某種消化酶,一點點的把獵物分解成消化液,然後再把它們吸收。而且葉片捕食的時候,就像手指握住拳頭一樣,慢慢的把昆蟲包裹起來,昆蟲不斷掙扎還能刺激茅膏菜屬植物的腺毛分泌某種消化酶,最終消化掉這頓肉食大餐。

匙葉茅膏菜Drosera spathulata

和茅膏菜屬植物優雅吃相相比,捕蠅草屬植物的捕獲獵物的方式要乾脆很多。捕蠅草屬的植物,幾乎都生活在北美東海岸的沼澤地中,它們的葉片頂端長著非常大的一個捕蟲夾子。這種怪異的造型經常讓人誤會,它是來自於外星的生物,甚至幻想著,如果這種生物能夠長得無比巨大的時候,是不是可以捕食人這樣的生物呢?所以捕蠅草一直是極符合和滿足人類對於「吃人植物」的幻想,放大版的捕蠅草也常常現身於各類「食人植物」恐怖片中。

捕蠅草的捕蟲夾子能夠開合,光滑的那一面長有不容易被人發現的剛毛,捕蟲夾子邊緣齒狀交錯,捕蠅草觸髮式的剛毛陷阱開合方式能分辨出是環境干擾,還是真正有昆蟲掉入陷阱。同時葉緣交錯尖刺在閉合時能夠篩選合適的獵物。一旦昆蟲落在夾子邊上,不慎觸到剛毛的時候,夾子就會發生非常劇烈的反應,快速合上。同時頂端錯位相互交叉的齒,讓捕蠅草的夾子閉合的非常的緊密,昆蟲被關在裡面,根本無法逃脫,直到被慢慢的分解成液體消化吸收。捕蠅草篩選獵物的方式也是非常有趣的現象至今仍在研究之中。

捕蠅草屬 Dionaea sp.

狸藻科捕蟲堇屬是約有30餘個成員,這個家族的大多數成員生活在南歐山區,在植物圈愛吃肉組織里,捕蟲堇屬的花一直算是顏值比較清秀的。這個家族在中國有兩個成員,一個是高山捕蟲堇,還有一個是北捕蟲堇。高山捕蟲堇有著如多肉植物般渾圓肥美的萌蠢葉片,葉片表面長滿了極為細密的腺毛,腺體散發出的氣味誘惑著獵物前來會餐,高山捕蟲堇的腺毛同樣會分泌黏液,它們採用的捕食技巧極似茅膏菜屬植物,只是它們看起來肥厚萌蠢的葉片卻更是滿布殺機,這個像停機坪一樣寬大葉片上已經粘住了許許多多前來覓食的小蟲。

高山捕蟲堇Pinguicula alpina

不過,論起身手迅捷,還是要提一下狸藻科狸藻屬的植物,這是一類環境耐受力很強的植物,不擇地、不挑食、低調不顯擺是它們的生存祖訓,這也讓它們這個家族成員的身影出現於全球各處。甚至狸藻屬有許多植物既沒有真正的根也沒有葉片,它們能通過特化的莖來代替葉進行光合作用,長期以來,狸藻屬植物都用低調的外表來掩蓋它們偷偷吃肉的秘密,誰也不知道,它竟然就是傳說中烹制罐罐宴的宗師。

黃花狸藻 Utricularia aurea

狸藻屬植物的身上有許許多多極小的透明的捕蟲囊,捕蟲囊由上下兩部份組成,上面是一個透明的蓋子,下面則是一個透明的真空罐子,在水中,毫不起眼。然而,一但有水生的極小的昆蟲不小心觸動蓋子上的纖毛時,蓋子就會猛的打開,連著水流一起將小蟲瞬間吸入下面的真空罐內,此時蓋子合上,罐內的小蟲已是一道可以慢慢享用的肉食。

原產北美洲的紫瓶子草Sarracenia purpurea具有紫色的瓶子,很小的瓶子上生長著偏向一側的花,瓶子能分泌蜜汁和消化液,受蜜汁引誘的昆蟲失足掉落瓶中,瓶內的消化液會把昆蟲消化吸收。

食肉的植物很多,這個星球有數百種不同的吃肉植物,它們吃肉的手段各是各不相同,雖說它們沒有紅燒、清燉、燒烤、干鍋、鹵煮肉食的慾望,但食肉植物吃肉的技法依然極其多樣令人讚歎。食肉植物的分布也極廣,從中南美的低海拔熱帶雨林到非洲乾旱的大草原直到東亞青藏高原的雪線附近,近乎全世界都有食肉植物的分布。甚至就連我們生活的城市中,食肉植物都安靜的隱藏在不為人知的角落,以各種各樣的手段來捕捉獲取肉食,通過「消化吸收」這些動物的身體,來獲得生長所需要的養分。


嚴格意義上,食肉植物並不是食肉的,因為它們是從捕捉的動物屍體中獲得氮和其他礦質元素,而不是獲得能量。食肉植物的能量生產仍然幾乎完全依賴光合作用,所以它們只是繞過了分解者或者直接和分解者共生來從動物屍體內獲得蛋白質合成的元素而不是氨基酸。它們仍然是自養生物。

目前發現的Carnivorous Plant有如下類群,主要集中於石竹目,唇形目和杜鵑花目(維基百科有詳細介紹。

而異養的植物多是寄生植物和一些腐生植物。寄生植物如鎖陽,大花草,菟絲子等有些完全退化掉光合器官。一些腐生植物如天麻就直接成為了捕食者,它們會消化掉一些土壤真菌來獲得能量。

(當年生物競賽有一道問題問天麻和蜜環菌是什麼關係,答共生的都錯了,正確答案是捕食)


肉食性在植物中獨立起源了很多次,所以不同的肉食植物也有著不同的機制和結構來完成這些步驟。


吸引、捕食和消化是肉食植物完成捕食所需要的三個步驟。肉食性在植物中獨立起源了很多次,所以不同的肉食植物也有著不同的機制和結構來完成這些步驟。


吸引是第一步。很多肉食植物,特別是瓶子草類,都有著顯眼的顏色。這些顏色來自黃酮類化合物和花青素,使得人眼看起來呈現出黃色、紫色或紅色。這些顏色也成功模擬了花朵的顏色,可以吸引大量昆蟲來訪。一些瓶子草屬和眼鏡蛇草屬植物有著透明、窗戶一樣的斑點,困在裡面的獵物以為它們能指示出逃出生天的路徑,並會一次又一次地嘗試向上爬。最終它們力竭跌落並被淹死在瓶底。跟花朵相仿,很多肉食植物還有著跟花的蜜源指示信號相仿的紫外吸收區域,昆蟲能夠看見並被這些信號引導前來。很多昆蟲,如膜翅目昆蟲,可以分辨黃色、藍色和紫外線光。另外一些昆蟲不能分辨顏色,只能分辨光和暗的程度。不同的捕蟲陷阱能發出不同的紫外線光,吸引不同的昆蟲造訪。粘蟲草靠強烈的紫外線光對比效應來吸引昆蟲。位於植株底部老化枯萎的葉片形成了反射紫外光的背景。而植株上方具有腺體的生長部分則因為吸收紫外光,而彷彿處於黑暗中。捕蠅草捕蟲夾的邊緣吸收了紫外光,從而顯得比內側的消化區域更暗。


土瓶草( Cephalotus follicularis 則與此相反。它並不模仿花朵的鮮艷顏色,而是極力模仿周圍環境的顏色來隱藏自己。土瓶草的捕蟲籠埋入附近的苔蘚和小型地被植物中,獵物經過的時候往往察覺不到陷阱的存在,從而跌入捕蟲囊中被捕食。


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土瓶草的生境。其捕蟲籠低矮,顏色和質地模仿周圍的環境。(圖自 Holger Hennern)


相比視覺,很多昆蟲的嗅覺和味覺更為發達,所以有些肉食植物的捕蟲結構還會釋放出芳香甜味物質等化學信號,這些化學信號可以傳播到很遠的地方來吸引昆蟲。最常見的吸引獵物的化學信號是蜜汁,分泌蜜汁的結構一般都位於捕蟲器危險區域的邊緣。豬籠草在捕蟲囊的邊緣會分泌甜味物質,其濃度相比捕蟲囊的內部要高得多,以此引誘昆蟲在最危險的地方著陸。太陽瓶子草則在捕蟲瓶頂端的勺狀葉蓋處分泌蜜汁。獵物被這些物質吸引而來,但捕蟲囊的邊緣異常光滑,當它們想在其上歇腳的時候,就會直接跌入捕蟲囊中。諸如螺旋狸藻和狸藻之類捕蟲裝置在地下或水中的肉食植物,還會釋放可溶性吸引物質來吸引獵物。 白環豬籠草 會結合化學信號和觸覺信號,在捕蟲籠的下方以富含蛋白質的纖毛形成一圈白色的環狀結構,吸引白蟻來取食。


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白環豬籠草( Nepenthes albomarginata )捕蟲籠的下方以富含蛋白質的纖毛形成一圈白色的環狀結構,用以吸引白蟻來取食。右圖為取食後的狀態。(Vincent Bazile 攝)


水生狸藻絲狀分支的葉片和藻類的葉片形狀相仿,為各種水生微生物提供了棲息地,並吸引它們前來被狸藻捕食。而一些甲殼類動物也會為了捕食聚集在這裡的水生微生物而前來,卻反而成了狸藻的食物。

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茅膏菜 維也納捕蠅草都是


土瓶草,花淡黃色,葉瓶狀用以捕捉昆蟲。捕蟲器同豬籠草十分相似,但又與豬籠草不同。它的梗與捕蟲器的連接處在背部的上端,而豬籠草的連接處位於瓶底。這個特點區別於豬籠草。

茅膏菜,葉上長著腺毛,它們的捕蟲器能分泌一種粘液,如同水珠一樣晶瑩,茅膏菜的外形象是掛滿了晶瑩剔透的露珠,能像粘紙一樣把昆蟲牢牢地粘住。

狸藻,不必向其他植物那樣等待獵物上門,可以主動出擊,完成一次捕食最快只須用百分之一秒。由於捕食速度快,對於「獵物」來說,狸藻絕對是致命的殺手!它的獵物主要為小型無脊椎動物水蚤、線蟲和蚊子幼蟲,也可捕食脊椎動物如小魚苗、小蝌蚪等。

豬籠草,是我們較為熟悉的食肉植物。它擁有一個獨特的捕蟲籠,因其外形呈圓筒形,酷像豬籠而得名,能分秘香味,用來引誘昆蟲。它的瓶口光滑,昆蟲滑落瓶內,會被分泌的液體淹死。

捕蠅草,葉子能分泌昆蟲喜歡的蜜汁,當昆蟲靠近時,它的葉子可快速閉合,刺毛便緊緊相扣交互咬合,將昆蟲夾住。

瓶子草的瓶狀葉,能分泌吸引昆蟲的蜜汁。瓶子草的花很有特色,花芯長有巨大的盔狀柱頭,擁有色彩鮮艷的外表,非常美麗。

捕蟲堇,作為一種外形美麗的食肉植物,在園藝中被廣泛種植。它是一種分泌粘液型的食蟲植物,它的葉片看似通透潔凈,卻又暗藏殺機。

彩虹草,葉面長有分泌黏液的毛,小蟲粘上後,會因窒息而亡。彩虹草和茅膏菜一樣,是腺毛草屬食蟲植物,也是依靠腺毛粘液捕蟲,但彩虹草的腺毛不會擺動。彩虹在陽光的折射下,會產生彩虹般絢麗的光芒。


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