食探秘肉植物

编译 方陵生

在美国北卡罗来纳州的一片松树林里，上演着植物“吃”动物的奇异一幕：一只饥饿的果蝇在林中穿行时被一阵花蜜的香气所吸引，经过一番寻觅，它终于发现了地上一丛鲜红的花朵样植物。果蝇降落在植物红润的叶片边缘，吮吸了一口香甜的汁液，好惬意啊！悠然自得的果蝇用一条腿扫了一下叶片表面的纤毛，然后又扫了一下。突然，果蝇周围的世界一下合拢起来——植物两侧的叶片像利齿一样将果蝇紧紧夹在中间。见势不妙，果蝇挣扎着想逃跑，但为时已晚，它被紧紧挤压关闭在植物的“陷阱”中，成了植物的“腹”中之食。

这会儿，叶片不再为果蝇提供甜蜜的汁液，而是释放出各种消化酶蚕食着果蝇的身体。果蝇渐渐地变成了一团黏稠的物质。哎，说起来，这还真是动物界的耻辱：一只能飞的虫子竟然被一株待在原地不能移动的植物杀死并“吃”掉了。

这样的场景在美国北卡罗来纳州一处半径达145千米的多沼泽的稀树大草原上每天都在上演着，因为这里是维纳斯捕蝇草和其他许多种类食肉植物的家园。科学家发现并记载过的食肉植物多达670余种，不过其中一些由于人类的原因已经灭绝了。科属最大的食肉植物是狸藻属，有200种以上。

猪笼草

什么是食肉植物？

什么是食肉植物？顾名思义，食肉植物就是“食肉吃荤”的植物。植物“吃”动物，这听起来是不是有些奇怪、有些可怕呢？也许正是因为这样的事实有悖于常识，18世纪伟大的瑞典博物学家林奈才称，维纳斯捕蝇草吃昆虫 “违背了上帝创造的大自然的秩序”，只是一种偶然现象，而且只要被植物困住的昆虫停止挣扎，植物叶片自然就会松开让它飞走。

达尔文也被自然界这种植物颠倒过来“吃”动物的现象所吸引，他花了几个月的时间观察和研究食肉植物。他将小虫子扔到叶片上以便观察植物带黏性的触须是如何捕获猎物的，他还用一些生肉和蛋黄碎屑去“喂”这些植物。令他感到万分惊讶的是，即使是一根人类头发重量的猎物也能激起食肉植物的捕食行动。他写道，“这是我在植物王国中观察到的最惊人的事实。”更令他惊讶的是，食肉植物虽然没有视力，却能够分辨猎物与非猎物，比如茅膏菜对水滴的刺激可以完全无动于衷，即使在力度较大的阵雨冲击之下也不会作出捕猎反应，达尔文称它为一种“了不起的邪恶的植物”。他指出，食肉植物的捕猎行为不是出于偶然，而是适应环境的结果。达尔文将他的研究范围从茅膏菜扩大到其他种类的食肉植物，并于1875年将他对食肉植物的观察结果写入了《食虫植物》一书中。

那么，什么样的植物才算是食肉植物呢？这个问题看似简单，却多有争议。通常可以从以下三个基本特点来判断一种植物是否属于食肉植物。一是有适合捕食猎物的诱捕器，并具有与其他植物不同的有助于更有效捕食猎物的特点；二是拥有吸收消化猎物，或利用细菌和其他有机体助其消化猎物的能力；三是能从捕食到的猎物中吸收到有助于植物自身生长的营养物质。这就是对食肉植物的最简单也是最基本的定义。

食肉植物与普通植物有什么不同？

食肉植物与普通植物非常相似，它们之间的区别实际上很小，所不同的是，食肉植物有一套用以引诱捕食猎物的特殊“装备”，能够在一定程度上主动地捕食猎物。以下一些例子说明，食肉植物所拥有的能力，普通植物至少也拥有其中一种，但只有食肉植物才拥有所有这些能力。比如，食肉植物为了捕获猎物，首先需要拥有吸引猎物的能力，而普通植物也拥有吸引昆虫前来采蜜授粉的能力。又如，食肉植物拥有消化吸收猎物的能力，而普通植物也拥有类似的消化营养物质的能力，所不同的是，普通植物是通过叶子和根系来吸收和消化营养的。食肉植物和普通植物之间的根本区别在于，食肉植物在进化过程中，将植物的各种生存能力结合在一起，演化出一整套非常有趣而有效的生存策略。

茅膏菜

如今的生物学家利用21世纪的先进技术来研究植物的细胞和DNA，开始探索和了解食肉植物与普通植物之间的区别，以及食肉植物为什么能像动物那样捕猎、食用和消化猎物。经过多年研究，他们发现，当一只昆虫偶尔触碰到猪笼草的叶片上的纤毛时，会触发产生一个微小的电荷，但这点电荷量还不足以刺激叶片关闭，这可防止猪笼草对雨点等“误报警”现象作出反应。但是，当一只昆虫在叶片表面活动时，情况就不同了，昆虫很可能第二次甚至更多次地触动叶片上的纤毛，而积累产生的电荷足以使叶片关闭。

科学家将食肉植物的DNA同普通植物进行对比之后还发现，如今一些结构复杂的食肉植物都是从简单植物演变而来的。维纳斯捕蝇草，与葡萄牙茅膏菜有着共同的祖先，后者只能利用茎干部位的腺毛分泌黏液以粘住猎物。相比之下，前者进化出了如下巴般的精巧的叶片捕猎器。从普通植物进化来的食肉植物在适应环境的过程中，进化出了普通植物望尘莫及的绝妙的捕猎本领。

食肉植物需要哪些营养？

昆虫的身体里含有大约10.5%的氮，3.2%的钾，2.3%的钙，0.6%的磷，0.09%的镁，以及0.02%的铁。那么食肉植物都需要哪些营养呢？它们需要的最主要的营养物质是氮。土瓶草、茅膏菜、猪笼草、捕虫堇、瓶子草和狸藻都需要大量的氮，根据种类的不同，它们体内所含的来自猎物的氮从20%到75%不等。此外，由于世界上现有的几百种食肉植物生活在不同的栖息环境中，因此，它们对于其他营养物质有着不同的偏好，比如瓶子草偏爱磷，狸藻和穗叶藤则更喜欢镁和钾。

许多食肉植物拥有特殊的腺体，分泌出的消化酶威力强大，足以穿透昆虫坚硬的外骨骼，以吸收昆虫体内的营养物质。美国马萨诸塞州中部哈佛森林的沼泽地里生长着大量的猪笼草，研究人员在那里做了很多实验。他们给猪笼草喂食用氮和碳特殊配方食物培育的昆虫，当猪笼草长成后再测量它们从昆虫身上吸收了哪些营养成分，每种元素的摄入量为多少，等等。由于猪笼草生长缓慢，这一研究需要经过多年才可能有结果。

研究人员希望通过这些实验来弄明白，是什么样的进化力量促使普通的植物演变成食肉植物。食肉的好处是显而易见的，如果给瓶子草额外多“喂”虫子，它们会长得更大。不过，植物“吃肉”所获得的好处和我们人类并不一样，我们利用蛋白质中的碳和肉食中的脂肪来构建肌肉，储存能量，而食肉植物吸收猎物中的氮、磷和其他营养成分，是为了产生进行光合作用所需要的酶。也就是说，食肉植物虽然“吃肉”，但实际上它们的最终目的和其他植物没有区别：直接从太阳中吸收能量以供生长所需。

如此说来，食肉植物的“吃肉”行为岂不是多此一举吗，费时费力转了一大圈，又回到了老路上？要知道，食肉植物为了捕捉到猎物，可是花费了大量的能量如酶、黏性触须等来进行许多额外的“配置”。研究认为，只有在特殊的环境下，食肉植物花费的代价才是值得的。例如，在贫瘠的沼泽地里，土壤里所含的氮和磷非常少，所以生长在这里的食肉植物与其他以传统方式吸收营养的植物相比，显然拥有极大的优势。猪笼草和捕蝇草由于它们的叶片与普通植物不同，进行光合作用的能力有限，吸收阳光的能力较弱，但是，沼泽地区阳光充足，即使效率较低的食肉植物进行的光合作用也足以提供生存所需。

正在捕食的维纳斯捕蝇草

植物也会运动吗？会主动进攻的食肉植物能算是动物吗？

所有的植物都有一定的运动能力。最简单的例子是，植物在生长时逐渐变大的过程就是一种运动。有的植物会跟随太阳转动，这也是一种运动形式。不过，对于一些食肉植物来说，它们的运动要迅速得多，明显得多。可是，植物没有肌肉组织，它们是如何做到的呢？

食肉植物拥有三种运动机制（科学家对此尚有争议）：第一种运动方式可以维纳斯捕蝇草的诱捕器为例：在被触动时，通过“酸生长”机制，使诱捕昆虫的“陷阱”的外表面大于内壁，从而令“陷阱”迅速闭合；第二种运动方式可以茅膏菜为例：由于植物一边的触须长得比另一边更快，长的触须可向猎物延伸并形成合围之势；第三种运动方式则与植物汁液的流动有关，植物可控制汁液流动的方向，使叶片按某个受控方向蔫塌下去，从而将猎物捕获。

食肉植物所拥有的快速运动能力在植物王国里是独一无二的，例如，含羞草的“害羞”是人们所熟悉的，只要用手指触动它，开放着的羽状复叶就会立即闭合起来，然后便“不胜娇羞”似地低头垂首。不过，并非所有的食肉植物都拥有快速运动的能力，一些瓶型植物如猪笼草、捕虫草，它们的叶片就像一个精致的瓶形物，只要猎物一不小心跌了进去，就再也没有希望从里面逃生，所以这些食肉植物并没有也不需要特殊的运动机制。

如此看来，虽然食肉植物的运动能力令人惊讶，但它们和其他植物一样，是真正的植物，而绝不是动物！食肉植物在适应生存环境的过程中逐渐演化出了食肉的生存机制，但说到底它们仍然是植物。

维纳斯捕蝇草

有以食肉植物为家的动物吗？

食肉植物与昆虫之间的关系通常是“吃”与“被吃”的关系，但令人惊讶的是，许多昆虫和其他一些有机生物竟然能与一些食肉植物快乐地共生共存！一种黄色的蟹蛛隐藏在瓶子草的黄色花瓣中，与之浑然一体，难分彼此，它们在食肉植物中建立家园，生活得快乐而安逸。有一些昆虫只是偶尔到食肉植物中去逛逛，它们的主要目的是去觅食，因为那里有着丰富的食物来源。还有一些节肢动物则完全以食肉植物为生，比如，蚊子的幼虫就生活在瓶子草的“瓶子”中。还有一些昆虫，包括蚂蚁和蜘蛛，甚至会潜入猪笼草内，争夺被猪笼草捕获的猎物，从对这些“偷儿”们毫无还手之力的可怜的食肉植物口中抢夺食物！

在北美洲的沼泽地和贫脊的沙地中，长有一种叫做紫瓶子草的食肉植物，它能够招徕其他生物体来助其消化食物，从而构成了一个由蚊子幼虫、蚊子、蚋、蠓等小虫以及原生动物和细菌等组成的错综复杂的食物链，其中许多物种只能在这种独特的栖息环境下才可以生存下去。生活在这个大家庭中的小生物将食物撕碎食用；更小的生物则食用剩下来的食物碎屑；最后，紫瓶子草将大聚餐之后其他生物遗留下来的和排泄出来的所有营养物质全部吸收。有了昆虫和其他生物相助一臂之力，加速了紫瓶子草内的食物处理过程，最后紫瓶子草将氧气反馈提供给帮助过它的小昆虫们，食肉植物和生活在它们“家”中的小生物们就这样形成了一个紧密的生物共生体。

最大的、最令人惊异的食肉植物是什么？

如果纯以体积来判断，最大的食肉植物当属猪笼草属和穗叶藤属，它们巨大的藤蔓可长到几十米长，这些食肉植物的诱捕“陷阱”也进化得相当大，可捕捉到一些较大的猎物，包括像青蛙这么大的动物，甚至还有过捕猎到鸟类和小型啮齿动物的记录，当然，那是一些比较特殊的情况，通常它们能捕到的大多是一些老弱病残的小动物。

若论可怕程度，那么最可怕的食肉植物大概就是人们所熟悉的维纳斯捕蝇草了，它们以一种令人恐惧的方式快速捕捉猎物。达尔文惊异地发现，植物没有肌肉，也没有神经系统，但却能像动物一样作出快速的反应。维纳斯捕蝇草在捕猎时速度极快，“一触即发”，在被猎物触及后不到1/10秒的时间即快速关闭，其速度相当于动物肌肉收缩的速度。达尔文非常惊讶于捕蝇草捕猎时快速敏捷的动作和置猎物于死地的威力，称这种现象为“世界上最奇妙的奇迹之一”。他做的实验显示，当叶片猛然关闭之时，实际上就形成了一个“临时性的胃”，在这个植物的“胃”里，能够分泌出分解消化猎物的各种酶。叶片闭合之后，大约要过一个多星期才会重新开放，植物在此期间可以不慌不忙地享受美食。

动作最迅速的食肉植物是生活在水里的狸藻属食肉植物，它们将猎物吸食到其中空的囊状结构中只需1/30秒！

我们需要害怕食肉植物吗？

茅膏菜叶片边缘密布可分泌黏液的腺毛，当昆虫落在叶面上，即被粘住。

尽管植物“吃”动物的一些传说故事听起来令人毛骨悚然，但是我们不需要害怕它们。事实上，食肉植物对我们人类并不会构成危险。即使你不小心跌入了培育食肉植物的苗圃花床中，最多也就是将那些可爱的花朵压碎而已，真想一口吃了你的是恼怒的苗圃主人，植物是绝对吃不了你的。

食肉植物对人类完全无害，反之则不然，许多食肉植物的家园正遭到人类无情的破坏，人类造成的环境污染使得许多稀有珍贵的食肉植物业已灭绝或濒临灭绝的边缘。

食肉植物拥有的进化优势使得它们能够在贫脊恶劣的环境中兴旺生长，但与此同时，它们对环境的变化也异常敏感。水土流失、工业废料排放等人类的污染行为，使得北美很多地区的沼泽地里的氮元素含量陡然增加，而这里的食肉植物早已适应了贫脊的低氮环境，过多的氮让它们难以承受，最终导致它们的死亡。

人类活动还从其他多个方面威胁到食肉植物的生存。交易珍稀食肉植物的黑市越来越猖獗，以至于有些植物学家拼命守住一些珍奇食肉植物的秘密，不敢公开。许多偷猎者跑到北卡罗来纳州偷维纳斯捕蝇草，然后在路边设摊出售。食肉植物的栖息地也在不断遭到破坏，它们世代生长繁衍的家园被开发成了城区、小镇，以满足人类人口增长的生存需求。野生环境中的维纳斯捕蝇草正面临着巨大的生存危机，这对于小虫蝇子来说，也许是一个好消息，但对于所有惊叹于大自然进化独创性力量的人们来说，都会意识到这将会是一个多么巨大的损失。