一朵美麗的鮮花在云山霧罩的沼澤地里盛開著,發出一縷縷誘人的香氣。一只蜜蜂禁不住花香的誘惑,急速扇動著翅膀,發出嗡嗡的尖叫聲,撲向散發花香的地方。當它落到植物上后,才發現這是一個陷阱,但此時為時已晚。葉子迅速閉合,就像食肉動物吞下獵物一樣,可憐的蜜蜂只掙扎了幾下,便成了植物的腹中餐。
植物能像動物一樣吃其他生物嗎?這聽起來似乎有點像美國科幻大片里的情節。但這的確不是超自然的虛構,而是自然界中的真實存在。食肉植物有500多個種類,它們的食譜包括各種小昆蟲、小型節肢類動物,以及微型水生生物等。
生存環境及營養
維納斯捕蠅草生長于美國的北、南卡羅萊納州沿海平原沼澤地里。這里的沼澤地含有過多的酸性物質,缺乏營養,大部分植物無法適應這樣惡劣的生存環境。為了彌補營養成分的不足,一些沼澤植物通過捕捉昆蟲獲取所需營養,于是沼澤就成為各種節肢動物的屠宰場。除了捕蠅草,貍藻類植物、豬籠草和茅膏菜也都進化出食肉特性,但是以捕蠅草的捕獵技能為最。
維納斯捕蠅草為何喜歡吃昆蟲呢?這種植物實際上與其他植物一樣,也是通過光合作用的加工過程來獲取食物。在光合作用期間,這種植物利用太陽能促使二氧化碳和水轉換成糖和氧,然后糖又轉換成三磷酸腺甙等能量形式。
除了合成葡萄糖外,捕蠅草還需要氨基酸、維生素以及其他維持生命所必不可少的細胞成分。
然而,在維納斯捕蠅草生長的沼澤地里卻缺少這些營養物質。由于無法制造生長所必需的構造材料,因而大部分植物在這種環境中都無法生存。然而,在長期進化中,捕蠅草逐漸適應了這種獨特的生態環境,它們成功進化出這樣一種能力:通過尋找其他替代物質來獲取其生長所必需的營養物質。而像昆蟲之類的生物能提供土壤中缺失的那些營養物質。
“嘴”和“胃”
所有的食肉植物都具有這樣幾種能力:吸引昆蟲,捕捉昆蟲,區分食物和非食物目標,消化獵物。所有這些過程都是通過簡單的機械和化學過程完成的。與我們人類不同,植物沒有大腦或神經系統來協調它們的生理機制,以便提醒它們什么時候應該吃飯,什么時候應該睡覺。植物也沒有復雜的肌肉和下顎腱使它們能夠去爭搶食物,咀嚼食物,吞咽食物或加工食物。維納斯捕蠅草完成這一系列復雜過程所用的器官就是它高度專業化的葉子,葉子既是它的嘴又是它的胃。
捕捉機制
大部分植物都具有吸引動物和昆蟲的某些生理功能,比如:非食肉性植物在長期演化過程中進化出一種濃烈的氣味和甜甜的汁液,以此來引誘蜜蜂、蝴蝶和其他昆蟲前來覓食。這些昆蟲在覓食過程中不經意間將花粉帶到附近同類植物的花朵上,從而起到了傳精受粉的作用。維納斯捕蠅草同樣具有這種生理功能,其用來誘捕獵物的葉子能分泌一種甜蜜,專門用來引誘昆蟲。只不過二者的用途不一樣罷了。
當昆蟲落到或爬到捕蠅草的葉片上時,很可能會碰到葉面上的六根又短又硬的刺毛,這些刺毛被稱為觸感毛,其作用機制相當于植物的探察系統。刺毛一旦被觸碰,兩個葉片就會在半秒鐘之內迅速閉合,從而將昆蟲裹入它們的腹中。
捕蠅草的捕捉機制也存在明顯缺陷。如果在消化食物時有其他昆蟲爬上葉面,它只能眼睜睜地看著這些小動物在它旁邊爬來爬去,這就像你塞了一嘴的雞骨頭在口里,看著滿桌的美味佳肴而不能吃一樣。所不同的是,你有意識。知道自己在干什么,而維納斯捕蠅草沒有意識,只是被動地在從事某類活動。由此我們可以看出,維納斯捕蠅草存在兩個方面的生理缺陷:沒有大腦來告訴它如何選擇食物。再就是:缺乏能讓它吐出東西的肌肉組織。
消化獵物
維納斯捕蠅草并非什么活物都能吃,這里有一個體積限制。這種植物的葉片一般只有1英寸長,理想的食物體積應在三分之一英寸左右。如果一只昆蟲的體積過大,葉子就無法緊密閉合,細菌和霉菌就會趁虛而入。細菌和霉菌一旦鉆進來,就會在腐爛的昆蟲尸體上迅速繁殖,葉子就會遭殃。隨著葉子的腐爛,葉片將會變黑,最終整個葉片將會脫落。
維納斯捕蠅草的葉片掉落后并不影響它的捕食能力,因為最終它還會長出新的葉片來。葉片一般可關閉10~12次,然后它就會失去捕捉能力,葉片無法再閉合了,也不能吸引和吞吃昆蟲了。這時葉子只具有光學合成的作用,大約再經過2~3個月,葉子就會脫落。