编者按:在庞大的植物王国之中,有这么一类植物以它们特殊的生存方式在我们的蓝色星球上繁衍着,它们可以捕捉小昆虫乃至小型哺乳动物,并且将其分解利用来满足自身的营养需求,它们就是大名鼎鼎而又神奇多样的食肉植物。
腺毛草,又名彩虹草,单属若干种,也是食肉植物,分布于澳大利亚西北部和新几内亚岛南部。粘液在阳光下反射色彩,故名彩虹草。叶面长有分泌黏液的毛,小虫粘上后,其气孔会被堵塞,很终因窒息而亡。10、捕虫树 捕虫幌科中的。
了解食肉植物
食肉植物是一类能够自行捕捉猎物,并且拥有一定的消化机制来获得营养元素的自养型植物。
多数食肉植物,如茅膏菜(Drosera)、捕蝇草(Dionaea)等自身可以合成消化酶用以分解猎物,但也有部分物种自身不能合成消化酶,而借助共生生物对猎物进行分解,如捕虫树属(Roridula)和刺蝽(Pameridea)、部分太阳瓶子草属(Heliamphora)物种和细菌等,因此也可视为食肉植物。
而某些植物尽管具有粘捕并杀死昆虫的能力,但是并没有机制用于分解昆虫,也没有证据表明植物能从昆虫体内获得营养元素,这类植物则只能视为是捕虫植物,它们捕虫的目的并不是获得猎物的养分,而是一种自我保护的机制,如毛西番莲(Passiflora foetida)等。
食肉植物的猎物在多数情况下为昆虫和节肢动物,所以也被称作食虫植物,但是某些猪笼草属(Nepenthes)的物种在特定情况下甚至可以捕食小型哺乳动物或爬行动物,所以食肉植物这个统称比食虫植物更加贴切。
这个家族里的另外一些物种,如苹果猪笼草(Nepenthes ampullaria)、劳氏猪笼草 (Nepenthes lowii)等获得营养的主要途径并不是捕获动物,而是收集枯枝落叶与粪便。尽管其食肉性已经有一定程度的退化,但由于其特征器官结构和普通猪笼草并没有本质的区别,因此仍然把它们归入食肉植物。
食肉原因
食肉植物普遍生长在“不毛之地”,这些地方因为种种原因而导致相对贫瘠,如土壤长期遭受雨水冲刷等,尤其是缺少氮元素;或者酸碱度不利于植物吸收矿物质营养。这类例子有潮湿酸性的沼泽和云雾缥缈的高海拔岩地等。目前(至2021年)国际食肉植物协会(ICPS)所记录已知现存的约有12科20个属,共约862种。在中国科学院昆明植物研究所昆明植物园内现有9科,还有哪些植物吃肉,17属约700种( 包含品种)。,
食肉植物的植物学分类如下:
食肉植物具有6种基本的诱捕机制(下图列举了基本的机制且附上具有代表性的属或种):
食肉植物的诱捕机制
1. 胶粘剂——黏住你
根据腺柄的长度和类型又分为三种:相对平面的粘蝇纸原理,相对立体且固定不可活动的黏性触手和相对立体且可主动增加接触面积的可活动黏性触手。这6个属中的捕虫堇属植物因其叶片上分泌黏液的腺柄非常短小,所以捕捉到的猎物就像是直接粘贴在叶片表面,如苍蝇粘在粘蝇纸上一般。但是观察到部分品种的触手会像茅膏菜的触手一样具有活动性。而腺毛草属、露松属、捕虫树属、穗叶藤属的植物叶片表面分泌黏液的腺柄相较于捕虫堇属植物而言长了10倍甚至更多,分泌黏液的腺体就在触手的末端,这些物种的触手是固定不可活动的,属于相对立体且固定不可活动的黏性触手类型。而茅膏菜属的大部分物种就具有相对立体且可活动的黏性触手捕虫器。这些食肉植物(除捕虫树外)分泌出的黏液滴晶莹剔透,像花蜜一样,可以吸引昆虫。当猎物被粘住时,腺体上的消化酶消化猎物,再由其将消化后的养分吸收,尤其是茅膏菜属的植物在捕捉到猎物后,周围的触手会主动向猎物的方向弯曲,使得更多带着黏液的触手接触到猎物,大量的黏液使猎物窒息,同时直接增加了消化腺和猎物的接触面积,更快地杀死并消化猎物供自己所用。
捕虫堇的腺毛
茅膏菜的腺毛
美杜莎捕虫树的腺毛特写
3、食虫草:生长在北美洲的沼泽地上的一种植物,长期受养料不足之苦。因为极为潮湿的地盘被一种叫“泥炭藓类”的植物所霸占,只能从直接落到茎叶上的雨和雪中获取水分。捕虫草的食肉习性,就是在这样的生存条件下逐渐形。
2. 陷阱——淹死你
食肉植物中有7个属的植物进化出了开口且装有消化液的瓶状捕虫器,有猪笼草属(Nepenthes)、太阳瓶子草属(Heliamphora)、瓶子草属(Sarracenia)、眼镜蛇瓶子草属(Darlingtonia)、土瓶草属(Cephalotus)、布洛凤梨属(Brocchinia)和嘉宝凤梨属(Catopsis),它们都将自己的叶片卷起来变成了容器,用来储存分泌的消化酶和/或细菌等组成的消化液。值得注意的是,两类凤梨属的叶片构成的瓶状捕虫器没有产生缝合,叶片与叶片之间是分离的,而维管束分布证据表明,其他属的捕虫器在进化上来说是由叶片沿着上表面卷曲缝合形成。此外,猪笼草科、瓶子草科、土瓶草科分别属于不同的目,但都进化出结构相似的瓶状捕虫器,属于趋同进化。
根据类型分为装有较多消化液且相对敞口(无盖子或盖子不大面积遮挡开口)的瓶状捕虫器和消化液不多且有盖子遮挡开口(相对不敞口)的瓶状捕虫器这两种。这7个属中的猪笼草属的大部分物种,太阳瓶子草属、土瓶草属、布洛凤梨属和嘉宝凤梨属的物种以及瓶子草属中紫色瓶子草(Sarracenia purpurea)和蔷薇瓶子草(Sarracenia rosea)这两个种,都是属于装有较多消化液的瓶状捕虫器,无盖子遮挡或盖子比较小,无法完全阻止雨水进入,属于*一种类型;而眼镜蛇瓶子草属和瓶子草属中的大部分物种的捕虫瓶内消化液都没有上述的那些属多,且进化出比较大的盖子遮挡瓶口或特化出瓶口较小且不直接敞开的特殊结构,雨水没有那么容易进入捕虫瓶内,所以属于相对不敞口的第二种类型。
这7个属的食肉植物都使用特化的叶子储存液体,或提供水源,或是分泌大量的蜜糖散发气味,或集中二氧化碳,或反射不同的光谱等吸引动物。具有缝合捕虫瓶物种的盖子、翼、瓶口、瓶身等,都分布着蜜腺,越接近瓶口的位置蜜腺越丰富,所有蜜腺的分布都是为了把猎物一步一步引到瓶口,瓶口又有结构特殊的光滑唇面。有些物种分泌出的蜜汁又含有麻醉成分,例如黄瓶子草(Sarracenia flava)的蜜汁中就含有毒芹碱(coniine),当猎物吃得忘神或被麻醉而恍惚的时候,便失足跌入瓶内。而瓶壁上具有光滑的蜡质层或者倒立朝下的刺毛,使得猎物根本无法抓稳爬出捕虫瓶。通常瓶内消化液的表面张力比较低,另外有些物种的消化液还很黏稠,这使得猎物一旦掉入捕虫瓶内就会很快沉入液面以下被淹死,从而被消化液分解后吸收。
太阳瓶排水口
印度猪笼草的捕虫笼
瓶子草的捕虫瓶
3. 龙虾笼——迷失自我
(1)眼镜蛇瓶子草的瓶口特写 (2)鹦鹉瓶子草的瓶口特写(3)鹦鹉瓶子草和眼镜蛇瓶子草的捕虫瓶内部都有向内的倒刺防止猎物逃走
4. 捕鸽器——只能进不能出
5. 夹子——不松口
食肉植物中只有捕蝇草(Dionaea muscipula)和貉藻(Aldrovanda vesiculosa)两个物种有夹状捕虫器。两瓣贝壳状的夹子由中脉相连,都是叶片高度特化成的器官,在每片夹子的内表面都有激发机关的触毛,触毛的弯曲会引发触毛基部细胞的门控通道打开,从而产生一个动作电位并传导至中脉,中脉细胞泵出离子使得细胞内渗透压改变或酸度升高,导致中脉细胞失水塌陷而迅速闭合夹子,该过程时间不超过1秒。而后猎物越是挣扎就夹得越紧。夹子关闭一定时间后开始分泌消化液,然后将猎物消化利用。虽然目前对夹状捕虫器开合的机制研究仍然不够深入,但夹叶的开合来自中脉细胞形态上的改变是可以肯定的。
捕蝇草的感应毛
6. 抽吸——变形记
食肉植物中,囊状捕虫器是狸藻属(Utricularia)植物特有的。囊状捕虫器上的离子泵会将囊内的离子泵出,内部的水因渗透作用被排出,使得囊内产生局部的真空。囊状捕虫器有一个小口,由一个可开合的囊盖密闭住,囊盖具有一对长触须,当猎物如水蚤(Daphnia)等触碰到这些触须时,其杠杆作用使囊盖变形,因囊内具有部分真空,猎物就会和周围的液体一同被吸入囊内,很终被消化吸收。
食肉系植物包括有眼镜蛇瓶子草,猪笼草,茅膏菜,丝叶狸藻等等,这些食肉性植物一般来说是会捕食比自己体型小很多的昆虫,然后利用叶子上分泌的粘液把昆虫消化掉。一、眼镜蛇瓶子草 眼镜蛇瓶子草是比较知名的食虫植物,因为它的。
有趣的是,有实验用较大较长的鸡蛋丝触发囊盖,使得鸡蛋丝仅被吸入一部分,观察发现,在后续相当长一段时间内,鸡蛋丝在囊外的部分被缓慢地继续吸入捕虫囊,这说明囊状捕虫器产生局部真空的机制是一直运作的,即便是已经捕获到猎物仍然如此,这可能是囊状捕虫器对捕获较大猎物的一种适应性。
镜下的狸藻捕虫囊
狸藻捕虫囊
二、猪笼草。猪笼草跟捕蝇草虽然都是食肉植物,但是两者的捕猎方式是非常不相似的。猪笼草的叶片顶端有一个类似于灯笼一样的小袋子,这也就是猪笼草的名字来源,而这个囊状体上面还有一个小盖子,盖子的下面有很多的蜜腺。因为。
狸藻的地表“叶片”、地下捕虫器和地上的花
1、吃肉的的植物是猪笼草。2、猪笼草是猪笼草属全体物种的总称,属于热带食虫植物,原产地主要为旧大陆热带地区,其拥有一个独特的吸取营养的器官——捕虫笼,捕虫笼呈圆筒形,下半部稍膨大,笼口上具有盖子,因其形状像。
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