动物最大的侮辱:被植物杀死

据一项2015年发表在《Annalsof the Missouri Botanical Garden》的研究估计——

植物界现存大约有450000个物种。

它们大多默默无闻，

通过光合作用将无机物合成为有机物，

然后等待被动物吃掉的命运。

1895年采集于马恩岛的肠浒苔

摄影：NICK KNIGHT

然而今天介绍的这类植物已知650多种，

它们凭借共同的技能，

不再甘愿被动物吃掉，

而是反过来吃掉动物；

它们让动物感受到最大的侮辱：

被植物杀死。


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首先欢迎一下“食虫大队”的新成员：

最近在北美西部发现一种新的食肉植物——Triantha occidentalis。



Triantha occidentalis的花呈白色。

摄影：BOB SWEATT

这种物种早在1879年的科学文献中就有被描述。然而长久以来，它一直对人类隐藏着一个秘密：它可不是吃素的。



Triantha occidentalis被荧光素染色的黏性腺毛的特写，这一结构可以诱捕并杀死小昆虫。
摄影：QIANSHI LIN

这种植物利用茎上的腺毛诱捕和消化昆虫。但简单地给这种植物贴上“食虫植物”的标签可能不完全准确，“防御性杀戮"似乎更为贴切，因为这些黏性腺毛似乎还有防止非授粉昆虫进入花朵的功能。

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除了黏性腺毛外，

食虫植物为了捕食，

练就了各路”神功“。



黄瓶子草，花像灯笼一样倒挂，引诱蜜蜂进入精致的花粉室。

摄影：HELENE SCHMITZ



茅膏菜，可以在没有虫媒的情况下自花授粉。

摄影：HELENE SCHMITZ



眼镜蛇瓶子草，其叶子不含消化酶，它依靠共生细菌将捕获的昆虫转化为可用的营养物质。

摄影：HELENE SCHMITZ

黏液陷阱 茅膏菜（Drosera）



口渴的虫子会被叶子上看起来像水滴的东西吸引。殊不知这实际上是一种用来诱捕昆虫的胶状物质。

摄影：HELENE SCHMITZ

同新发现的Triantha occidentalis相似，大部分茅膏菜都装备有挂着晶莹黏胶的腺毛。被困住的猎物一挣扎，便刺激其他腺毛向其方向弯曲，并用消化酶把它包裹起来。



吸泵陷阱 狸藻（Utricularia）



狸藻用这些微小的囊来捕捉猎物。

摄影：ROBERT PICKETT, VISUALS UNLIMITED/CORBIS

这种水生植物气囊上的卷须把小小的猎物引入陷阱。一旦碰到触毛，气阀就会弹开，内部的低压便把猎物吸入，腺体吸收营养并排出水分。

瓶罐陷阱 猪笼草（Nepenthes）



猎物的影子透过猪笼草的叶面显现出来，仿佛正上演皮影戏。

摄影：HELENE SCHMITZ

猪笼草通过分泌在“瓶盖”和“瓶口”的蜜液吸引猎物前来。而当这些“可怜虫”走近才发现，这片光滑地带根本没有摩擦力，一失足成千古恨溺死在消化液中。猪笼草最大的瓶子深度可达30厘米，能消灭一整只青蛙，甚至——老鼠。



马来王猪笼草可能是世界上最大的食虫植物。

摄影：ROBERT PICKETT, VISUALS UNLIMITED/CORBIS

关门陷阱 捕蝇草（Dionaea）



捕蝇草关住了它的食物

摄影：MARCOULIANA，DREAMSTIME

当猎物触碰到捕蝇草至少两根腺毛（或碰触同一根腺毛两次）后，陷阱会在0.1秒内关闭。快速形成牢笼，释放消化液。大约十天后再次开启。此外，新的研究发现，当捕蝇草的颚状叶子受到猎物的刺激时，会产生一个小磁场，这在植物中非常罕见。

对我来说，植物界里几乎没有比食虫植物更引人关注的发现。

——达尔文《食虫植物》

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然而，喜爱容易探究难。

瑞典博物学家、双名法的创立者林奈推论植物只是不小心才捉到了昆虫，倒霉的小虫一旦停止挣扎，植物自然会敞开叶片，还其自由。并宣称捕蝇草若真以昆虫为食，就会“违背依上帝意愿建立的自然法则”。



捕蝇草的细毛被刷两次就会啪地合上。

摄影：HELENE SCHMITZ

到了1860年，进化论的奠基人、《物种起源》的作者达尔文遇到食虫植物茅膏菜后，立即被它“颠倒错乱”的行为方式深深迷住。他写道“我对茅膏菜比对世上所有物种的起源更加关心。”



摄影：JENNYVUTURTLE，DREAMTIME

他花了好几个月的时间对这些植物进行实验，把各种物体置于叶片上，观察它们用黏乎乎的腺毛把猎物慢慢包裹起来。他用小块生肉、蛋黄甚至头发刺激这些植物，而茅膏菜都能激起反应。



王茅膏菜，叶子可以达到两英尺长。

摄影：HELENE SCHMITZ

达尔文把研究领域由茅膏菜扩展至其他物种，他对捕蝇草迅速精准的反应和强大的力度惊叹不已，称其为“世界上最奇特的植物种类之一”，并且把捕蝇草瞬间反应的动作（“啪”地一声闭合起来，只用大约0.1秒）比作动物的肌肉收缩。



摄影：PAUL STAROSTA, GETTY IMAGES

但植物并没有肌肉和神经，

它们是如何像动物一样做出反应的呢？

21世纪，生物学家凭借高科技的手段开始了解这些植物狩猎、进食和消化的方式，以及这些奇异的适应行为最初是如何发生的。亚拉巴马州奥克伍德大学的植物生理学家Alexander Vol­kov认为自己破解了捕蝇草的秘密：

这是株“电动植物”！



摄影：KRISGUN01, DREAMSTIME

昆虫蹭上捕蝇草叶子的一根绒毛时就产生了一枚电荷，电荷在叶面组织内聚集，但还不足以激发其闭合。而运动中的昆虫则很有可能再次触动另一根绒毛，从而增加电荷量，导致叶面关闭。



卷瓶子草。像这样的蜘蛛是机会主义者，经常直接在食虫植物的嘴上结网，想捕食被植物强烈的花蜜气味所吸引的昆虫

摄影：HELENE SCHMITZ

而著名生态学家Aaron M. Ellison和Nicholas J. Gotelli致力于弄清是何种进化之力促使这些植物对肉类产生胃口。由于食虫植物生长缓慢（能存活几十年），所以实验要花费多年才能出结果。他们发现食虫植物吃肉是为了完成与所有植物一样的使命——从阳光中直接获取生长的能量。



食肉植物在当前整个被子植物系统发育中的位置 (Stevens, 2007; relationships within theLamiales from MÜller et al., 2006)

图源：Ellison A M ,  Gotelli N J . Energetics and the evolution of carnivorous plants--Darwin's 'most wonderful plants in the world'.[J]. Journal of Experimental Botany, 2009(1):19-42.

可惜它们把这活儿干得不怎么样。

由于要利用大量能量生成捕捉猎物的装备，因此食虫植物在把阳光转化为组织的过程中效率极低。埃利森和戈泰利猜测，只有在特殊环境下，食肉的益处才会高于为其付出的代价。“它们处境困窘，却物尽其用。”埃利森说。



土瓶草，它的毛和气味促使蚂蚁爬进它的消化深处

摄影：HELENE SCHMITZ

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不幸的是，食虫植物对环境变化极其敏感，农业废水和发电污染影响了它们的正常生长，而贩卖奇异食虫植物的黑市、城市的快速扩张都为它们带来了压力与挑战。

这兴许对苍蝇来说这是个好消息，

但对欣喜于进化之力鬼斧神工的人来说，

是否是一大遗憾呢？



蜗牛慢慢地爬在黄瓶子草上

摄影：HELENE SCHMITZ

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