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揭开食肉植物进化奥秘

来源:网络资源        2009-09-25 23:01:45

标签:进化 生物 大学 环境说两句

        摘要:    据国外媒体报道,大自然是神奇的,进化出形形色色的生物。在美丽外表下暗藏杀机的外表食肉植物就展现了大自然神奇的一面。为什么这些植物进化出这样的饮食偏好至今仍是个谜。科学家一直在对食肉植物进行观察研究,试图揭开其进化的奥秘。

据国外媒体报道,大自然是神奇的,进化出形形色色的生物。在美丽外表下暗藏杀机的外表食肉植物就展现了大自然神奇的一面。为什么这些植物进化出这样的饮食偏好至今仍是个谜。科学家一直在对食肉植物进行观察研究,试图揭开其进化的奥秘。

  1.食肉植物

  食肉植物又称食虫植物。这种植物能借助特别的结构捕捉昆虫或其他小动物,并靠消化酶、细菌或两者的作用将小虫分解,然后吸收其养分。食肉植物能将捕获的动物分解,这个过程类似动物的消化过程。分解的最终产物,尤其是氮的化合物及盐类为植物所吸收。食肉植物很稀少,听起来更不可思议—好像看恐怖片中一样。

  维纳斯捕蝇草是几种能快速运动的植物之一。这种植物耐心等待美味到来,一旦昆虫进入它布下的陷阱,它就会突然闭合,利用齿状叶片猛地咬住昆虫。猪笼草拥有一幅独特的吸取营养的器官——捕虫囊,捕虫囊呈圆筒形,下半部稍膨大,因为形状像猪笼,故称猪笼草,昆虫一旦进入就不可能逃脱。

  2.天生杀手

  这些稀有的植物在吸收阳光能量的同时还演进出捕食动物的能力,这对它们又有什么好处呢?

  捕食昆虫需要复杂的构造——丰富的花蜜、亮丽的颜色、独特的外形和消化酶等,而形成这种构造对它们而言一定是代价高昂的。

  不过,一项发表于美国植物学杂志的研究报告认为并非如此,该研究对亚洲猪笼草(如图)、维纳斯捕蝇草、茅膏菜和其他食虫植物进行了深入观察。

  3.诱捕

  由位于美国马萨诸塞州皮特沙姆的哈佛大学森林学会的亚伦-埃里森和吉姆-卡拉加吉斯组成的小组认真测算了15种不同的食肉植物形成捕食昆虫构造的成本,并对比了它们进行光合作用的速度。这样研究者就能够计算出这些植物多长时间就能得到放弃光合作用的回报。

  研究小组还比较了形成这种结构的成本与其他植物生长出枝叶所需要的资源量。

  4.成本更低?

  研究小组发现惊奇的发现,在任何情况下,捕食都比长出普通的叶子成本要低。

  但是,捕食仍然需要很长的时间才能获益。食肉植物多数能进行光合作用,但它们光合作用的速度非常低。

  “这些植物正在形成这种用来吸取养分的捕食方式。这简直是不可想象的。”埃里森说。就茅膏菜来说,这种植物进化出极具粘性的触须能够吸引和捕捉昆虫。

  5.分布区域

  大部分食肉植物都生长在潮湿荒地、酸沼、树沼、泥岸等水分丰富而土壤呈酸性、缺乏氮素的环境。无论水生、陆生或两栖,食肉植物均有相似的生态特点。大部分食肉植物是多年生草本,高不过30厘米,多数长仅10至15厘米。各别种类有长至1米的,最小的可以隐藏在沼泽的藓类中。捕杀昆虫让肉食植物在空气中猎食以吸收营养。

  紫瓶子草产于美国的东部和中西部以及加拿大,是最成功的猪笼草之一。

  6.为什么这么少?

  如果说形成捕食构造更容易,为什么世界上没有更多的肉食植物呢?

  “我不知道这个问题的答案,”埃里森说:“其他植物一定有其他的途径,能解决如何在这种环境中获取养分的问题。”

  埃里森说,比如其他的池塘植物,就像蓝莓和越橘与它们根部的真菌植物关系密切,这有助于它们吸取必须的氮元素。

  7.成本低但挑战性强

  明尼苏达大学双城分校的彼得-雷克认为,尽管形成捕食的构造代价并不大,但肉食植物仍很稀少,因为这种构造并没有给它们带来巨大的益处。“它们并不是每分钟都在收获猎物,”他说:“捕食的成本低,但收益也不大。”

 

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