维纳斯捕蝇草
维纳斯捕蝇草学名“Dionaea muscipula”,是一种最像动物的植物。这种捕蝇草反应奇快,能够在半秒钟之内完成夹闭过程,给人的感觉是,它们似乎适合在动物王国生存。昆虫需要连续触碰捕蝇草的两根“毛发”才能让它作出反应,但对于关闭和捕获猎物的具体机制,科学家尚无法作出确切解释。
美国植物学会指出,早期理论认为细胞水压的突然变化触发了这种反应,但这一理论最终被丢进垃圾箱。科学家现在认为,当被外物触碰时,维纳斯捕蝇草叶子的电位能发生变化,最终触发一系列细胞层面的反应。
维纳斯捕蝇草(学名Dionaea muscipula)非常美丽食虫植物,自然界最著名的肉食植物,其叶片上长有许多细小的触角。一旦有物体碰到捕蝇草,叶片会自动收拢并将外来物体包夹于其中。维纳斯捕蝇草叶片的合拢速度奇快,时间不到一秒。维纳斯捕蝇草分布的地理范围十分狭小,它们仅存在于美国北卡罗来纳州与南卡罗来纳州海岸部分地区。维纳斯捕蝇草是一种生在卡罗莱纳(Carolina)南北沿岸沙地的食虫植物。其花朵直接从根部生长出来,而花柄则从玫瑰状的花瓣中央直接伸出。花柄高度约一英尺(30厘米),周围包覆着成串的平头白色花朵。每片叶子都由两片由中脉相连的圆裂片组成。每片裂片的外刃则布满流苏般的毛须。每个裂片的表面都长出三根敏感的丝。当昆虫一旦碰触到这敏感的丝,裂片就会突然咬合在一起,外刃处的毛须则互锁,将昆虫困在其中。叶子中的腺体分泌出汁液来消化掉昆虫身体上较柔软的部位。一两周后,叶片再次打开,准备再次设下圈套来捕食昆虫。
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。此类食虫植物已经在这个星球上存在了成千上万年。该类植物有500多个不同的种类,其食性从昆虫和蜘蛛到只有一、两个细胞的微小水生有机体,不一而足。要被视为食虫植物,植物必须能吸引、捕获、杀死并消化昆虫或其他动物。
捕食必备
食虫植物必须能够:
吸引昆虫
捕获小虫
区分食物与非食物
消化它们的猎物
上述所有步骤都是通过简单的机械与化学过程完成的。和人类不同,植物不具备大脑或神经系统,因而无法协调它们的生理机能。植物也不具备复杂的肌肉和腱,因而无法抓取、咀嚼、吞咽和处理食物。维纳斯捕蝇草经由一组特化的叶片完成整个过程,这些叶片融嘴与胃的功能于一身。
引诱猎物
大多数植物都具有一些用来吸引动物和昆虫的机制,而无论它们是否打算把客人当作美餐。例如,非食虫植物进化出了强烈的气味或糖浆似的汁液来吸引蜜蜂、蝴蝶和其他昆虫;这些虫子被植物吸引后,又被加以利用,向临近的同种植物传授花粉,从而使其受精。就捕蝇草而言,构成诱捕器的叶子分泌出甜美的蜜汁来引诱正在觅食的昆虫。
捕获猎物
当昆虫落入诱捕器或是在上面爬行时,它可能会碰到位于诱捕器表面的六根短刚毛中的一根。这些刚毛叫做触发毛,它们充当植物的原始的运动探测器。如果这些触发毛中有两根在2-25秒内被触动两次,或者一根触发毛被触动两次,则叶片会在半秒之内闭合,将冒犯它的昆虫关起来。
关于是什么致使叶片紧闭,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:
叶片内层中的细胞是非常紧致的。这在植物组织内部形成了张力,从而使诱捕器保持打开状态。触发毛的机械运动会在这些细胞内启动受ATP驱动的水压变化。这些细胞在升高了的水压的驱使下膨胀,而诱捕器也随着植物组织的松弛而关闭。
这种植物引人入胜的美名最终是如何得到“维纳斯捕蝇草”的:“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。