揭秘食蟲植物的致命陷阱

達爾文：植物的肌肉收縮

全世界有675種以上的食蟲植物，其中許多都采用守株待兔的捕食方式。圓面包大小的捕蟲堇長滿膠黏的絨毛，困住昆蟲的腳步，直到消化液開始工作。

一只饑腸轆轆的蒼蠅在松林中橫沖直撞，它被地面上鮮紅色花朵形狀的物體散發出的花蜜般香氣所吸引，降落在其紅潤豐滿的葉面上。蒼蠅小酌一口葉子分泌出的甘甜汁液，把腿在葉面一根細小的絨毛上蹭了蹭，然后在另一根絨毛上又蹭了一下。

突然間，蒼蠅被“圍墻”包裹，葉子的兩邊向中間合攏，邊緣上的棘刺像捕獸夾的利齒一樣咬合起來。蒼蠅掙扎欲逃的當兒，獸夾已緊閉門戶。此時，葉面停止供應蜜液，開始釋放消化酶，侵蝕蒼蠅的內臟，把其逐漸變成黏稠狀物體。

這蒼蠅經歷了身為動物最傷自尊的事：被一棵植物取了小命。

以美國北卡羅來納州威爾明頓為中心，周圍半徑140公里的范圍內有一片濕地草原。地球上的捕蠅草原產地僅此一處。這里還生長著若干種其他食蟲植物，不似捕蠅草那般有名，分布也較普遍，但詭譎程度卻毫不遜色。有長著細長香檳酒杯般葉子的豬籠草，昆蟲(有時還有體型更大的動物)失足跌人葉中便命喪黃泉；茅膏菜用黏乎乎的腺毛把蟲子擁入懷中；水塘和溪流中還生長著貍藻，啜食獵物好似水下吸塵器。

饕餮動物為生的植物讓人發毛，又無限著迷，可能是因其悖理而為的行事方式吧。而18世紀偉大瑞典博物學家卡爾林奈卻持反對意見。他宣稱，捕蠅草若真以昆蟲為食，就會“違背依上帝意愿建立的自然法則”。他推論植物只是不小心才捉到了昆蟲，倒霉的小蟲一旦停止掙扎，植物自然會敞開葉片，還其自由。

達爾文也為食蟲植物顛倒錯亂的行為方式深深著迷。1860年，這位《物種起源》的作者遭遇平生所見的第一株食蟲植物——茅膏菜之后不久寫道：“我對茅膏菜比對世上所有物種的起源更加關心。”他花了好幾個月的時間對這些植物進行實驗，把各種物體置于葉片上，觀察它們用黏乎乎的腺毛把獵物慢慢包裹起來。

他用小塊生肉和蛋黃刺激這些植物，對一根人類毛發的重量都能激起反應的事實感到驚嘆不已。然而，茅膏菜卻對水滴視而不見，即便是從極高的地方落下的水滴。達爾文分析，如果對雨水的“假警報”也做出反應，這植物很顯然就犯下彌天大錯了。

達爾文把研究領域由茅膏菜擴展至其他物種，最后寫成了《食蟲植物》一書。他對捕蠅草迅速精準的反應和強大的力度驚嘆不已，稱其為“世界上最奇特的植物種類之一”。他告訴人們，葉面瞬間閉合之后，就形成“暫時存在的杯子或胃”，分泌酶，溶解獵物。達爾文把捕蠅草瞬間反應的動作比作動物的肌肉收縮。但植物并沒有肌肉和神經，那么它們是如何像動物一樣做出反應的呢?

是株電動行為?

如今，使用21世紀高科技手段的生物學家開始了解這些植物狩獵、進食和消化的方式，以及這些奇異的適應行為最初是如何發生的。經過多年研究，亞拉巴馬州奧克伍德大學的植物生理學家沃爾科夫認為自己破解了捕蠅草的秘密：“這是株電動植物。”

昆蟲蹭上捕蠅草葉子的一根絨毛時，這動作就產生一枚電荷，電荷在葉面組織內聚集，但還不足以激發其閉合，如此一來就可避免捕蠅草對雨滴之類的假警報發生反應。而運動中的昆蟲則很有可能再次觸動另一根絨毛，從而增加電荷量，導致葉面關閉。

沃爾科夫的實驗揭示出，電荷沿葉面內部充滿流體的導管向下傳導，使細胞膜上的小孔張開，液體從葉內面的細胞流至葉外面，導致葉面瞬間如隱形眼鏡般由凹面翻成凸面。葉面翻轉的同時就閉合起來，把昆蟲困在其中。

貍藻設置水下陷阱的方式同樣手段高明。它把水從小巧的氣囊內排出，降低內部氣壓。水蚤或其他小蟲游過時，碰彎氣囊上的觸毛，開啟瓣膜，低壓作用把水吸進，獵物也順流而入。0.05秒的時間內，門戶重新閉合。之后氣囊內的細胞再次開始向外排水，形成新的真空環境。

許多種食蟲植物都像捕蠅紙一樣用黏乎乎的腺毛粘住獵物，而豬籠草則采用另一種戰術，長出長長的瓶狀葉片，等待蟲兒跌入。最大的瓶子深度可達一尺，能消滅一只青蛙，甚至是不走運栽進來的老鼠。

生長于婆羅洲叢林的萊佛士豬籠草產生的甘蜜在引誘昆蟲的同時，還形成光滑的表面，讓蟲子站不住腳。降落在瓶口邊緣的昆蟲腳底打滑，滾跌進去。里面的消化液特質完全不同，不似瓶口的液體那般滑膩，而是膠黏的。蒼蠅若想抬腿逃跑，黏液就會如橡皮筋一樣緊抓不放。

許多食蟲植物具有特殊的腺體，可分泌強效消化酶，穿透昆蟲甲殼，吸取獵物體內的養分。而在北美大部分沼澤和貧瘠沙地都有分布的紫瓶子草卻借用其他生物幫它消化食物。這種植物體內分布著一張由蚊子幼蟲、小飛蟲、原生物和細菌組成的食物網，其中許多物種只有在這種環境中才能生存。動物把落人瓶內的獵物撕碎，小一些的生物以碎屑為食，最后，瓶子草再從這場盛宴的排泄物中吸取養分。

研究人員想弄清是什么進化力量促使這些植物對肉類產生胃口。研究人員給豬籠草多喂食小蟲，它就長得更大。但是，人類食肉是利用蛋白質里的碳和肉里的脂肪等促進肌肉生長、貯存能量，而食蟲植物則從獵物中汲取氮、磷等重要元素。也就是說，吃肉幫助食蟲植物完成與所有植物一樣的使命——從陽光中直接獲取生長的能量。

但是，食蟲植物在把陽光轉化為組織的過程中效率極低，這是因為它們要耗費大量能量來生成捕捉獵物的裝備一酶、泵結構、黏性觸手等。因此，只有在特殊環境下，食肉的益處才會高于它付出的代價。比如，在貧瘠的沼澤地區，土壤中氮和磷含量極低，食蟲植物便比那些采取常規手段獲取這些養分的植物更占優勢。同時，沼澤地區陽光如瀑，即便是效率極低的食蟲植物所進行的光合作用也足以生存。

有些情況下，科學家能夠觀察到復雜的食肉植物是如何從結構較簡單的祖先進化而來。比如，捕蠅草與只在莖上生有被動捕食的黏性腺體的露葉毛氈苔有一個共同的祖先。同時它們還與茅膏菜共有一個離現在年代更近的祖先，而茅膏菜不僅生成捕蠅紙似的腺體，還可卷曲葉面包裹獵物。捕蠅草貌似在此種陷阱的基礎上進化出了更加高明的版本，長出的葉子猶如大口。

食蟲植物生存艱難

不幸的是，使食蟲植物得以在邊緣環境中繁榮生息的適應能力，卻同時也使它們對環境變化極其敏感。北美地區農業廢水和發電污染使許多沼澤地氮含量超標。食蟲植物構造精巧，只能適應低水平的氮含量，多余的養料使其生態系統不堪重負。

同時，人類還以其他方式威脅食蟲植物的生存。如今販賣奇異食蟲植物的黑市極為猖獗，以至生物學家對有些珍稀種類的生長地進行保密。北卡羅來納州成千上萬株捕蠅草被非法采集，在路邊攤出售。北卡羅來納州農業部給捕蠅草涂上無毒染料，這種染料平時看不見，但在紫外光照射下會發亮，這樣一來，發現待售捕蠅草的檢查員就可以迅速判斷出這些植物是花房繁殖的還是野外盜取的。

然而，即便可以終止對食蟲植物的偷采行為，它們還是會繼續遭受其他的沖擊。它們的棲息地不斷被購物中心和住宅占領，逐漸消失，同時野火也受到控制，其他植物得以快速生長，勢頭壓過捕蠅草。興許對蒼蠅來說這是個好消息，但對那些欣喜于進化之力的鬼斧神工的人們來說，卻是一大遺憾。