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食肉植物為什麼跟其他植物與眾不同「吃」蟲子只是「愛好」?

在美國北卡羅來納州的一片松樹林中,有一個奇怪的場景,植物「吃」動物:一隻飢餓的果蠅在穿過森林時被花蜜的氣味所吸引。經過一番搜索,終於找到了。一束明亮的紅色花狀植物在地面上。果蠅落在植物紅潤的葉子邊緣,吸著甜蜜的汁液,真是令人愉快!果蠅用一條腿掃過葉子表面的纖毛,然後掃過它。突然,果蠅周圍的世界被封閉在一起。植物兩側的葉子將果實緊緊地夾在中間,就像一顆鋒利的牙齒。看到情況不好,果蠅掙扎著逃跑,但為時已晚,它被緊緊擠在植物的「陷阱」中,成了植物的「肚子」里的食物。

在這一點上,葉子不再為果蠅提供甜汁,而是釋放出各種消化酶,這些酶可以吃掉果蠅的身體。果蠅逐漸變成粘性物質。哦,說實話,這在動物界真的是一種恥辱:一隻飛行的昆蟲可以被一種無法移動到位的植物殺死和「吃掉」。

這樣的場景每天都在美國北卡羅來納州145公里的沼澤地大草原上進行,因為它是維納斯捕蠅草和許多其他食肉植物的家園。科學家已經發現並記錄了670多種食肉植物,但其中一些已因人類原因而滅絕。該家族中最大的食肉植物是紫堇屬,有200多種。

什麼是食肉植物?

什麼是食肉植物?顧名思義,食肉植物是一種吃肉的植物。植物「吃」動物,這聽起來有點奇怪,有點可怕嗎?也許是因為它違背了常識,18世紀偉大的瑞典博物學家林奈(Linnaeus)稱維納斯捕蠅草(Venus Flytrap)吃昆蟲「與上帝創造的自然秩序相矛盾」只是一種偶然的現象,並且長久以來當被植物捕獲的昆蟲停止掙扎時,植物的葉子會自然鬆散並讓它飛走。

達爾文還被這種現象所吸引,即自然界中的植物倒置為「吃掉」動物。他花了幾個月觀察和研究食肉植物。他把蟲子扔在樹葉上,看看植物的粘性觸手是如何抓住獵物的。他還用一些生肉和蛋黃來「喂」植物。令他驚訝的是,即使是人類頭髮重量的獵物也可以刺激食肉植物的捕食。他寫道,「這是我在植物界觀察到的最令人驚奇的事實。」讓他更加驚訝的是,雖然食肉植物沒有視力,但它們可以區分獵物和非獵物,例如刺激水滴由sundew。它可以完全無動於衷,即使它受到強烈淋浴的影響,達爾文也不會做出狩獵反應,達爾文稱其為「邪惡的大植物。」他指出食肉植物的狩獵行為是不是偶然的,而是適應環境的結果。達爾文將他的研究從sundew擴展到其他類型的食肉植物,並在1875年他對食肉植物的觀察寫在食肉植物書中。

那麼,什麼樣的植物被認為是食肉植物?這個問題看似簡單,但卻存在爭議。通常可以從以下三個基本特徵判斷植物是否屬於食肉植物。首先,有適合捕食獵物的陷阱,並且具有與其他植物不同的特徵,以幫助更多捕食獵物:第二,吸收消化獵物的能力,或使用細菌和其他生物來幫助它們消化它們的獵物;有助於植物自身生長的營養物質被捕食的獵物吸收。這是食肉植物的最簡單和最基本的定義。

食肉植物和普通植物有什麼區別?

食蟲植物與普通植物非常相似。它們之間的差異實際上非常小。不同的是食肉植物有一種特殊的「裝備」來誘導獵物捕食,並且可以在一定程度上積極捕食獵物。以下實施例說明了食肉植物具有至少一種常見植物的能力,但只有食肉植物具有所有這些能力。例如,為了捕獲獵物,食肉植物首先需要具有吸引獵物的能力,而普通植物也具有吸引昆蟲收集蜂蜜用於授粉的能力。例如,食肉植物具有消化和吸收獵物的能力,而普通植物具有相似的消化營養物的能力。不同之處在於普通植物通過葉子和根吸收和消化營養。食肉植物和普通植物之間的根本區別在於食肉植物在進化過程中結合植物的各種活力來發展一系列非常有趣和有效的生存策略。

今天的生物學家利用21世紀的先進技術研究植物細胞和DNA,並開始探索和了解食肉植物和常見植物之間的差異,以及為什麼食肉植物可以像動物一樣捕食,食用和消化獵物。經過多年的研究,他們發現,當昆蟲偶爾接觸到投手植物葉子上的纖毛時,它會引發微小的電荷,但是電荷量不足以刺激葉片關閉,從而阻止了豬籠。草響應雨天等「誤報」。然而,當昆蟲在葉片表面上移動時,情況就不同了。昆蟲可能第二次或更多次接觸葉片上的纖毛,並且累積的電荷足以關閉葉片。

科學家將食肉植物的DNA與普通植物進行了比較,發現一些複雜的食肉植物是從簡單植物進化而來的。維納斯捕蠅草有一個共同的祖先與葡萄牙sundew,它只能使用莖的腺毛分泌粘液粘在獵物上。相比之下,前者演變成了一個微妙的刀鋒般的獵人。在適應環境的過程中,從普通植物進化而來的食肉植物已經進化出了普通植物無法比擬的美妙狩獵能力。

許多食肉植物都有特殊的腺體分泌消化酶,這些酶足以穿透昆蟲的硬外骨骼以吸收昆蟲的營養。在馬薩諸塞州中部的哈佛森林的沼澤中,有很多豬籠草生長,研究人員在那裡進行了大量的實驗。它們為豬籠草提供了在氮和碳特定配方上生長的昆蟲。當投手植物生長時,它們會測量它們從昆蟲中吸收的營養,攝取每種元素的量,等等。由於投手植物生長緩慢,這項研究需要很多年才能產生結果。

研究人員希望利用這些實驗來了解什麼樣的進化力量促使普通植物進化為食肉植物。食肉肉類的好處是顯而易見的,如果你給瓶子草額外的「餵食」蟲子,它們會變得更大。然而,植物「吃肉」的好處與我們的不同。我們使用蛋白質中的碳和肉中的脂肪來增強肌肉和儲存能量,而食肉植物則吸收獵物中的氮,磷和其他營養物質。為了產生光合作用所需的酶。也就是說,雖然食肉植物「吃肉」,但事實上它們的最終目的與其他植物沒有什麼不同:直接吸收太陽能來促進生長。

這樣,食肉植物的食肉行為不僅僅是那個嗎?返回舊路需要花費大量的時間和精力。你知道,食肉植物會消耗很多能量,比如酶,以捕捉獵物。粘性觸手等用於執行許多附加的「配置」。研究表明,食肉植物的成本僅在特殊環境中才有價值。例如,在貧瘠的沼澤地中,土壤含有極少的氮和磷,因此這裡種植的食肉植物明顯優於傳統上吸收養分的其他植物。豬籠草和維納斯捕蠅草的光合作用能力有限,吸收陽光的能力較弱,因為它們的葉子與普通植物不同。然而,沼澤區域具有足夠的陽光,甚至效率較低的食肉植物的光合作用也是足夠的。提供生存需求。

植物也會移動嗎?那些積極攻擊的食肉植物能被認為是動物嗎?

所有植物都有一定的運動能力。最簡單的例子是植物生長過程中的植物生長過程。有些植物跟隨太陽,這也是一種運動形式。然而,對於一些食肉植物來說,它們的運動速度更快,更明顯。然而,植物沒有肌肉組織,他們是如何做到的?

食蟲植物有三種運動機制(科學家們仍然存在爭議):第一種類型的運動可以用作金星捕蠅器的陷阱:當它被觸及時,它通過「酸生長」機制捕獲昆蟲。 「陷阱」的外表面大於內壁,因此「陷阱」快速關閉;第二種運動方式可以如下:因為植物一側的觸手比另一種生長得快,長觸手可以延伸到獵物,第三種運動方式與植物汁液的流動有關,植物可以控制果汁流動的方向,使葉片在受控方向上塌陷以捕獲獵物。

食肉植物的快速移動能力在植物界是獨一無二的。例如,含羞草的「害羞」很熟悉。只要你用手指觸摸它,開放的羽狀葉片會立即關閉,然後他低頭看著他的頭。然而,並非所有食肉植物都具有快速移動的能力。一些瓶型植物,如豬籠草,豬籠草,它們的葉子就像一個精緻的瓶子。只要獵物意外掉落,它就不會再從裡面逃脫,所以這些食肉植物不需要特殊的運動機制。

似乎雖然食肉植物的運動能力令人驚訝,但它們是真正的植物,而不是動物,就像其他植物一樣!食肉植物在適應生活環境的過程中逐漸形成了食肉動物的生存機制。但最終它們仍然是植物。

什麼是肉類植物?

如果純粹按體積計算,最大的食肉植物是豬籠草屬和延胡索屬。他們巨大的葡萄藤長到幾十米。這些食肉植物的陷阱已經發展了很多。捕獲一些較大的獵物,包括像青蛙一樣大的動物,甚至是鳥類和小型嚙齒動物的記錄。當然,這是一個特例。通常他們會抓住大部分人。老,弱,病的小動物。

如果可怕的程度,那麼最可怕的食肉植物可能是熟悉的維納斯捕蠅草,它可以迅速捕獲獵物。達爾文驚訝地發現植物沒有肌肉,也沒有神經系統,但它們像動物一樣迅速反應。金星捕蠅草捕撈速度非常快,「在飛行中」,並且在被獵物觸及後以不到十分之一秒的速度迅速關閉,其速度相當於動物肌肉收縮的速度。達爾文對捕蠅草的快速敏捷性以及死者中獵物的力量感到驚訝,稱它為「世界上最神奇的奇蹟之一。」他的實驗表明,當樹葉突然關閉時,「臨時胃實際上形成了,並且在植物的「胃」中,分泌了各種分解和消化獵物的酶。葉子關閉後,重新開放需要一周左右的時間,植物可以毫不猶豫地享用食物。

最快速移動的食肉植物是生活在水中的食肉食肉植物,它們只需1/30秒即可將獵物捕獲到空的膠囊結構中!

我們需要害怕食肉植物嗎?

雖然植物的一些傳說「吃」動物聽起來很可怕,但我們並不需要害怕它們。事實上,食肉植物不會對我們人類構成危險。即使你不小心掉進了培育食肉植物的苗圃花壇,最多也會碾碎那些可愛的花朵。如果你真的想吃你憤怒的幼兒園主人,植物絕對不會吃你。

食蟲植物對人類完全無害。否則,許多食肉植物的家園被人類無情地摧毀。人類造成的環境污染導致許多稀有珍貴的食肉植物滅絕或瀕臨滅絕。

食肉植物的進化優勢使它們能夠在惡劣的環境中茁壯成長,但同時它們對環境變化極為敏感。土壤侵蝕和工業廢物排放等人類污染行為導致北美許多地區沼澤地的氮含量急劇增加。這裡的食肉植物已經適應了貧瘠山脊的低氧環境。過量的氮會使它們難以忍受。最終他們死了。

人類活動還以許多其他方式威脅食肉植物的生存。交易稀有食肉植物的黑市變得如此猖獗,一些植物學家迫切希望保留一些珍稀食肉植物的秘密,不敢透露它們。許多偷獵者跑到北卡羅來納州偷了維納斯捕蠅草,然後在路邊賣掉了。食肉植物的棲息地也在不斷被破壞。他們的家園一直在增長和擴散,已經發展到城市和小城鎮,以滿足人口的生存需求。野外的金星捕蠅器正面臨巨大的生存危機,這對於小飛行來說可能是個好消息,但對於所有那些對自然進化的原始力量感到驚嘆的人來說,意識到這將是一個巨大的損失。


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