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自然界中那些食蟲的植物,它們為什麼會有“吃肉”的習慣?

2021-08-27由 宇宙小百科 發表于 林業

什麼動物吃昆蟲

植物是自養自足型生物,能利用陽光進行光合作用,將無機物轉化為碳水化合物,獲得生長髮育所必需的營養物質。這些生長因子並不難獲得,因此植物可以在非常惡劣的條件下生存。不過,也有一種植物養成了“吃肉”的習慣。

自然界中那些食蟲的植物,它們為什麼會有“吃肉”的習慣?

這些植物是食肉動物。世界上已知的食肉動物有600多種。在它們的飲食中,既有小昆蟲,也有像老鼠這樣的大型哺乳動物。一旦被困住,食肉動物會分泌可怕的消化液,慢慢溶解動物。與其他素食者相比,手段極其殘忍。那麼為什麼食肉動物有這麼奇怪的嗜好呢?

吃葷也是迫不得已

自然界中那些食蟲的植物,它們為什麼會有“吃肉”的習慣?

正如人類正遭受氣候變化之苦一樣,有些植物由於缺少養分,很難生存下來。為了生存,它們開始“吃肉”,而吃肉的植物也有類似的“苦衷”。大多數食肉植物生活在高光和水淹的沼澤環境中。由於溼地中的水分會很快帶走土壤中的養分,土壤中的氮、磷含量很低,而氮是植物合成蛋白和dna的主要成分之一,使得很少有植物在這種環境中生存。面對這樣的絕境,食肉植物不得不尋找一種新的方式來食用營養豐富的動物,獲取氮、鉀、鈣、磷等生存所必需的礦物質。

研究人員推測,最初,食肉植物的祖先也是“素食者”。以耐鹽食肉植物為例,剛開始,這類植物能適應含鹽量高的環境。它們會用特殊的腺體來清除透過葉子從土壤中吸收的鹽分,這種鹽分恰巧可以殺死周圍的昆蟲。昆蟲的身體成為土壤或植物本身的天然肥料。

豬籠草也是如此。籠草是一種多年生草本植物,可以捕食昆蟲。各種籠草外觀相似:籠體像豬籠,籠內表面為蠟質區,表面光滑。昆蟲掉進去後很難爬出來。

自然界中那些食蟲的植物,它們為什麼會有“吃肉”的習慣?

研究結果表明,澳大利亞的土瓶草、北美東海岸的豬籠草和亞洲的翼狀豬籠草,這三種豬籠草雖然與楊桃、獼猴桃、蕎麥的親緣關係較近,但這三種草其食肉方式基本一致。最初,這些豬籠草的蛋白質被用來抵禦疾病,然後,為了應對落入陷阱的昆蟲,在完全不同的地理環境中,這些豬籠草成功地將其蛋白質改良為有助於消化“肉類食物”的酶,包括昆蟲外骨骼的幾丁質酶,紫色的酸性磷酸酶幫助它們從獵物身上吸收磷。

吃葷的巨大代價

雖然食肉動物已經進化出“吃肉”的能力,讓自己更好地生存,但它們付出了很多代價。隨著更多的能量被投入到食肉動物的適應過程中,比如它們會將葉子設計成誘捕和消化獵物的陷阱,用於光合作用的葉子會減少,這將導致光合作用效率低下。因此,大多數食肉動物生長緩慢,體型不大。即使他們可以透過吃昆蟲來“改善伙食”,氮的攝入量仍然是有限的。

所以,你永遠也不會遇到一個巨大的食肉植物,也不用害怕自然界是否有能大到吃人的食肉植物。

自然界中那些食蟲的植物,它們為什麼會有“吃肉”的習慣?

另一個困擾食肉動物的問題是如何繁殖。像許多植物一樣,食肉動物的生殖器官是花,種子是其下一代。大多數花卉也分為雌蕊和雄蕊,這就需要昆蟲的授粉,這就使得精細胞和卵細胞結合起來,這就導致了一種尷尬的衝突:一方面,食肉動物需要吃昆蟲來補充營養;另一方面,它們需要授粉和繁殖。例如,一種來自西班牙的食肉植物捕蟲堇屬就遇到了這樣的麻煩。一般來說,如果它的花有許多傳粉者授粉,它會產生更多的種子。然而,由於捕食陷阱離花很近,捕蟲堇它也會吃掉許多傳粉者,這大大降低了繁殖能力。

吃葷or吃素,環境說了算

“吃肉”有很多問題。因此,與寄生植物和腐生植物不同,目前發現的食肉植物中沒有一種完全放棄了自養光合作用。此外,如果條件允許,一些食肉植物會變成非食肉植物。

自然界中那些食蟲的植物,它們為什麼會有“吃肉”的習慣?

例如,北美的一種食蟲植物瓶子草,通常在潮溼的地方生長多年。它們進化出漏斗狀的葉子作為捕蟲瓶,利用密集腺體分泌的蜂蜜來吸引昆蟲。同時,捕蟲瓶的上部在陽光照射下呈彩繪玻璃狀,能誘導昆蟲離去,捕蟲方法非常高超。然而,這種典型食蟲植物的捕蟲瓶在深秋開始枯萎,長出劍形葉子,沒有捕蟲功能,開始了長時間的“素食主義”。這又是為什麼呢?

自然界中那些食蟲的植物,它們為什麼會有“吃肉”的習慣?

這是因為冬天天氣變冷,光照比夏天低。同時,冬季昆蟲的數量也在減少。在這個時候,把精力花在生長和捕蟲上是不划算的。因此,瓶草長出劍形葉子,增加光合作用的葉面積,可以更好地利用光。其他食肉植物也採用同樣的策略。當土壤中的養分增加或光照過低時,它們會盡可能減少捕獵行為。

看來食肉植物並不可怕,它們嗜血的嗜好只是在環境壓力下進化出來的。