史军
植物与动物最大的区别是什么?相信多数人的回答是:动物会动,植物不会动。诚然,在自然界中,绝大多数植物都是默默地守在自己的一方天地,一天两天、一年两年,甚至终生都不会挪动半分。但你们可能不知道,反应速度最快的生物并不是动物,而是植物,它们可以在电光石火之间捕获猎物,本文的主角貉藻便是拥有这种神奇能力的植物。
貉藻在捕食猎物
虽然名字中有个“藻”字,但貉藻却不是藻类植物,而是会开花结果的被子植物。它同茅膏菜、捕蝇草同属于茅膏菜科大家族。科学家在化石中发现了19种貉藻,但是现生的貉藻属只剩下一个物种,更凸显出它的珍稀。
虽然貉藻在欧洲、亚洲、非洲和澳洲均有分布,但在每个生境中,貉藻的种群数量都极少,因此被列入《世界自然保护联盟红色名录》,为濒危植物。貉藻之所以濒危,与其独特的生活方式密不可分。作为一种食虫植物,貉藻对生境十分“挑剔”,它们喜生长在水深1.7~2米的浅水区域,不仅需要充足的阳光,还要求水中营养物质含量须维持在较低水平,而且水环境的pH值必须保持在6左右。如此苛刻的要求极大地限制了貉藻的繁殖速度。因喜欢洁净的水环境,貉藻从水中获取的营养物质十分有限,便只能“自力更生”,通过捕捉猎物来补充营养了。
貉藻结构图 (绘图/陈禾)
貉藻捕虫夹的张开和闭合状态
一提到水生食虫植物,你可能首先想到的是狸藻,毕竟那是由233个物种组成的庞大家族,狸藻也比貉藻常见得多。因此很多人会将貉藻和狸藻混为一谈,认为它们的外形和捕猎“装置”都差不多,这其实是一个极大的误会。
狸藻的捕虫结构并不明显,其捕虫囊通常在水下。捕虫囊是一个个只进不出的“陷阱”,当水蚤之类的小动物触碰到捕虫囊的感受器时,捕虫囊会突然张开,像吸尘器一样把獵物吸入捕虫囊中,这个过程最快只需要0.01秒。
而貉藻的捕虫结构要明显得多,如同微缩版的捕蝇草,特化叶片形成的小夹子静静等待猎物上钩。一旦有猎物触动上面的感觉纤毛,捕虫夹就会在瞬间闭合,所需时间在0.01秒左右。接下来,猎物就会被貉藻慢慢消化吸收了。
那么问题来了,食虫植物如何靠这些猎物填饱肚子呢?
猪笼草捕虫笼多毛且有漂亮的花纹,能吸引猎物跌入笼内
我们都知道,植物获取能量和主要营养成分的途径是光合作用——在叶绿体中,以二氧化碳和水为原料,利用太阳光的能量,生产出葡萄糖以及一系列有机物。
理论上,植物只要有水、阳光和空气就能填饱肚子。只不过,植物在生产蛋白质、核酸以及构建自己细胞“城墙”的时候,需要使用一些特别的营养元素。比如:氮就是氨基酸中的关键元素,而磷则是细胞膜的关键成分。土壤中有不少氮元素和磷元素,多数情况下,植物都通过根系从土壤中吸收这些营养。
但是,在食虫植物生活的区域,土壤中的氮和磷都十分匮乏。想要生存下去,就必须找到新的营养来源。例如:猪笼草的捕虫笼,捕蝇草和貉藻的捕虫夹,茅膏菜满是“蜜露”的叶子化身成的捕虫陷阱等,通过它们捕获的昆虫就成了有效的营养来源。
还有一些植物会另辟蹊径,干脆“吃”昆虫的排泄物来获取养分。在南非分布着一类叫锯齿捕蝇幌的植物正是如此,它们不直接吃掉捕获的猎物,而是用这些猎物“招待”一种叫猎蝽的昆虫。猎蝽也不会“吃白食”,而是用排泄出的粪便“回馈”锯齿捕蝇幌。经过猎蝽对食物的消化和分解,锯齿捕蝇幌能更容易吸收其中的氮元素。
虽然食虫植物们仗着自己高超的捕猎技巧,征服了很多特殊的生活环境,但也正因如此,食虫植物更容易受到外界打扰。人类活动使食虫植物赖以生存的湿地、峭壁、雨林等生活环境遭到破坏。这些看似凶猛强大的食虫植物在栖息地丧失之后,会显得无助而弱小。保护食虫植物的栖息地,不要随意采集野生食虫植物,让这些神奇的植物在自己的家园里大展身手,是每一个热爱自然的人应该做的事。
黄花狸藻有着大大小小的捕虫囊
茅膏菜叶片上密布着可以产生黏液的腺毛
捕蝇草叶片形同夹子,能将猎物牢牢夹住
植物的运动分为两种,一种是以含羞草为代表的慢速运动,另一种是以捕蝇草等食虫植物为代表的快速运动,这两种运动的机制并不相同。
含羞草最大的特点是被触碰时,叶面会收缩起来,且在光线较弱时比较敏感。这是因为,正常状态下,其叶片由叶枕内的水分支撑,当受到外力刺激时,叶枕内的水分会立即流向别处,使含羞草的叶片闭合。
捕蝇草则不同,当小昆虫站在捕蝇草那些像捕兽夹一样的叶片上,并在短时间内连续两次触动上面的针状毛时,“夹子”就会“砰”地合起,无法逃脱的昆虫便成为捕蝇草的美味佳肴。捕蝇草“捕虫夹”的闭合,是在接收到信号之后,释放积蓄在植物组织中的机械势能,所以速度远远快于含羞草。