绿色的狩猎者

2017-04-22 22:31陶诗秀
绿色中国·B 2016年6期
关键词:食虫捕虫消化液

陶诗秀

肉食动物捕食草食动物,草食动物吃掉植物,而绿色植物在阳光的照射下通过光合作用将二氧化碳、水和无机盐合成有机物,这就是大自然中的食物链。

然而,也有一些生物不大遵守这条刻板的法则。例如,有些植物反而以捕食动物为生,具有“吃肉”的习性。多年来,这种“反常”的现象不仅引起生物学家的浓厚兴趣,而且触发了不少文学家的创作灵感。什么“吃人的树”,什么“马达加斯加沼泽中的绿色吸血鬼”等等,曾经是一个世纪之前最畅销的通俗小说的主题。

实际上,这些吃肉的植物的本领远没有小说中描写的那么大,比较大的动物很少被它们捕获。尽管有时小鼠和小型蛙类也成了它们的牺牲品,但是这往往是由于偶然失足而落入陷井的。这类植物的猎获对象,主要还是那些形体不大的昆虫。因此,它们被命名为“食虫植物”是十分恰当的。

世界上的食虫植物多达400种左右,分为6个科。它们的分布有一个共同的特点,就是往往生长在沼泽、荒野或泥炭沼泽这样相当贫瘠的地方。

达尔文是最早研究食虫植物的学者之一,他注意到这类植物具有惊人的可塑性和适应能力。他在自己住宅的院里种了一些茅膏菜,发现如果它们捕不到小虫,就会明显地变得弱小起来,而且种子也结少了。这说明食虫植物是以肉质作为主要营养。正因为它们具有这种能力,所以才能在其他任何维管植物(包括蕨类、裸子植物和被子植物)都难以存活的地方茂盛地生长。

奇妙的捕虫本领

狸藻是一种一年生的草本植物,除了秋季开花期以外,全身都沉没在水里。这种植物的叶子细长,基部生长着一些只有几毫米长的小囊,小囊开口的周围长有一些纤细的毛。当一只小甲虫或者一只孑孓碰到一根绒毛,小囊的开口就张开,接着小囊的弹性壁猛地膨胀起来,一下子把小虫连同一股水一起吸到囊里去,然后开口关闭,把小虫关在里面。整个捕虫过程仅仅持续1/35秒,真是异常敏捷!

动作迅速而灵活并不限于狸藻。原生在美国北卡罗来纳州的捕蝇草的捕虫动作更为惊人。在这种多年生草本植物的叶柄上,长着一个长约2厘米的奇妙的器官。在这由叶演化而成的两瓣硬颚的边缘上,长着许多长而硬的刚毛,使人很容易联想到捕狼的夹子。夹子里长着几根很敏感的毛。平时夹子张开,等待着小虫来上钩。当一只贪吃的苍蝇落在夹子上,必然会触动那些毛。说时迟,那时快,夹子的两片硬颚一下子就合拢,把苍蝇夹在里面。这个动作仅仅用了1/100秒,简直是迅如闪电!

经过大约10天,硬颚重新张开,这时虫体的柔软部分已被消化吸收,剩下的只有蟲体的残骸。

捕蝇草甚至能区别生物和非生物。如果你用铅笔触动一下感觉毛,捕蝇草却没有任何反应。要使硬颚合拢,至少要碰这根毛两次,或者连续碰两根细毛。这样,偶然落在硬颚上的小石子或小树枝就不会造成“误动作”了。

如果食虫植物仅仅靠碰巧来捉昆虫,那是不会有多少收获的。它们更不可能象动物那样去追捕昆虫,因此只能靠各种诱饵来引诱猎物上钩。许多食虫植物都具有鲜艳的色彩,而且在“陷井”旁分泌出又香又甜的花蜜。

法国的茅青菜可谓施展“诱捕”诡计的能手。它的叶子上长了许多红色长毛,每根长毛顶上还挂着一颗亮晶晶的小液滴,在阳光的照射下显得分外晶莹可爱,因此,有人称它“太阳露”。即使正午的阳光也不会将它晒干!实际上那根本不是水,而是一种极粘的分泌物。贪吃花蜜的飞虫,被那艳丽的颜色吸引,只要一落上去立即就被粘住。这时,长毛像章鱼的足腕,一点点向小虫弯下来,把它裹进叶子里。接着消化腺开始工作。两天后小虫就被吸空。

茅膏菜的“口味”相当广泛,实验中喂给它的小块肉和鸡蛋清都能很快被消化。实际上任何富含氮素的食物它都很“爱吃”。

达尔文证明,只要落上一小段头发,其重量仅0.8微克,就能引起茅膏菜作出反应。这样它就能捕到那些很小的飞虫。据统计,每棵茅膏菜在一个夏天能捕获约2000只昆虫!

消化、吸收和消化不良

如果捕获得快,那么食虫植物对猎获物的消化吸收也加快。有人用放射性同位素氮-15标记的果蝇来喂茅膏菜,然后用一部特殊的摄影机拍下了茅膏菜的吸收过程。

蛋白质在消化过程中被分解为氨基酸。氨基酸沿着叶子的导管到达木质部,然后经叶柄直达根部。在叶子表面分泌消化酶的细胞同时具有吸收被消化物质的功能。

尽管各种食虫植物捕捉和消化昆虫的器官千差万别,但是它们消化昆虫的方法却几乎完全相同。猎到昆虫后,立即引起消化细胞的活动。放出储存的酶,在叶片的表面上形成一个小“水洼”,其中含有大量的蛋白酶、磷酸酶和酯酶。达尔文称这种消化液形成的水洼为“暂时胃”。小虫淹没在这种消化液中,虫体中的柔软部分逐渐被分解。接着吸收阶段便开始了。

消化与吸收是一个微妙的循环,这个过程也不总是一帆风顺的。植物分泌的消化液的多少与猎获物的大小成正比。人们在温室里见到过这样有趣的现象:一棵茅膏菜捕到一只大苍蝇,由于虫体太大,消化液无法将它全部浸没,甚至溢到叶子外边。受到过分刺激的消化腺直到最后也无法完成这一艰巨的消化任务。结果,不是虫体被消化和吸收,而是叶子开始腐烂,最后导致整棵植物的死亡。病因再明确不过了:它患了消化不良症。

的确,食虫植物在许多方面表现出与动物有某些相似。例如食虫植物的分泌细胞的核中,含有一种十分丰富的脱氧核糖核酸,很象果蝇的唾液腺。这正是动物腺细胞的典型将征之一。另外,食虫植物细胞和动物细胞还有一个相似之处,就是细胞内网器特别发达,这是一种用于储存和输送合成产物的器官。

猪笼草的捉虫和消化方式又独具一格。这是一种偃伏或攀缘的半灌木,叶子的中脉延伸成卷须,至顶端膨大成一个巨大的囊状体,这就是它的“捕虫器”。捕虫器可以长到20厘米左右,简直像一个真正的动物的胃。在亚洲南部,看到猪笼草半透明的捕虫器像大烛台一样矗立在光秃秃的沼泽地上,一定会给你留下深刻的印象。

捕虫器是一个瓶状体,上面有盖,盖下生有蜜腺。小虫被花蜜吸引,落在捕虫器光滑的边上,就会一下子掉进充满消化液的瓶底。有的捕虫器里的消化液竟达l升之多!在猪笼草的几个月的生长期间,捕虫器中的消化液经常是满满的,即使有虫子落进去也不会变干。而养分则是通过在液体中有选择地吸收而得到的。

食虫植物的消化液对绝大多数昆虫来说是一种可怕的致死的毒液。苍蝇、蚂蚁、各鞘翅目昆虫、大夜蝶等都是猪笼草捕虫器中常见的牺牲品。然而,有一种蚊子却根本不怕消化液的威胁。它能垂直降落在消化液表上,将卵产在消化液里,再从容地从瓶口飞走。这种蚊子的卵在消化液中孵化,幼虫吸收猪笼草捕到的昆虫的营养而生长成蚊的成体。专家认为,保护这种蚊子免受消化液侵蚀的抗酶作用尚待进一步研究。

(责编:刘倩玮)

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