此報道最初由內部科學新聞服務釋出。
肉食性植物在小學科學課堂和植物學實驗室中都佔據著特殊的地位,令人著迷。許多這類植物都具有明顯的捕食外觀(想想:捕蠅草)。但是,豬籠草雖然在捕獲昆蟲獲取營養方面很成功,但乍一看卻不太合理。一項新的研究旨在解釋為什麼這種植物的陷阱邊緣並不總是光滑的,儘管從理論上講,光滑的邊緣會捕獲更多不確定立足點的昆蟲。
豬籠草的陷阱包含一個充滿液體的深腔,內壁有一層光滑的塗層。邊緣是吸引昆蟲的誘餌:鮮豔的顏色或甜美的花蜜。但是邊緣本身只有在潮溼時才會變得光滑。
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以原產於婆羅洲的萊佛士豬籠草為例,“潮溼”意味著暴雨過後或夜間溼度增加時。在乾燥的日子裡,萊佛士豬籠草可能一個昆蟲都捕獲不到。
但是,根據本月發表在英國皇家學會會刊B上的一項新研究,這種設計上的怪異之處可能是故意的。
主要作者,英國布里斯托大學的植物學家烏爾麗克·鮑爾解釋說,大約三分之二的萊佛士豬籠草的食物是螞蟻,對於螞蟻來說,等待的時間越長,捕獲的就越多。
她說:“這是一種自我強化的機制。你會看到一隻偵察蟻回到蟻群,帶回花蜜樣本。然後你可能會看到四五隻螞蟻跟隨這隻偵察蟻。它們都留下化學蹤跡。”
用不了多久,就會有 20 只或更多的螞蟻回到豬籠草。在下午晚些時候,邊緣會變得光滑,然後它們會走向滅亡。
鮑爾和她的同事在野外研究了萊佛士豬籠草的這種模式,方法是將植物連線到靜脈滴注,使它們的邊緣始終保持溼潤,並計算植物捕獲的昆蟲數量和型別與對照植物的差異。溼潤的陷阱捕獲了更多的個體昆蟲,但捕獲的螞蟻“批次”較少。鮑爾推測,批次捕獲策略雖然不太可靠,但對於達到一定數量陷阱的豬籠草來說更有利——一些豬籠草植物可能有數百個捕蟲籠。
然而,世界各地的豬籠草物種都有類似的溼潤時光滑的邊緣,包括澳大利亞或美國的豬籠草,它們“與亞洲豬籠草的關係就像你我與扁蟲或海綿的關係一樣”,鮑爾說。但即使是這些不相關的植物也具有可溼潤的表面。“這種機制可能是一種比我們最初想象的更普遍的適應性。”
其他科學家正在等待更多資料。
“我喜歡靜脈滴注通向捕蟲籠的想法——這簡直就是 1951 年電影《來自另一個世界的怪物》中的場景,”加利福尼亞州羅克林的塞拉學院的植物學家和天文學家巴里·賴斯在給《內部科學》的電子郵件中說。但是,他說,這篇論文表明,豬籠草可以大量捕獲螞蟻,而不是說這種植物已經進化到鼓勵批次捕獲。為了證明這一點,賴斯說,他必須看到一種具有在乾燥時期促進乾燥或增加花蜜產生的特徵的植物。這將意味著豬籠草正在積極地增加陷阱不活動的時間以吸引更多的偵察蟻,而不是僅僅被動地等待一天中的乾燥時期。
無論如何,不要為那些被欺騙去帶領同伴走向死亡的螞蟻感到太難過。鮑爾說,在通常需要進一步研究的情況下,螞蟻和豬籠草可能處於更為互利的共生關係中,“是一種交換而不是剝削”,她說。即使損失 20 或 100 只螞蟻,對於蟻群來說也算不了什麼。“尤其是如果陷阱是一種很好的糖資源,[這有助於]蟻群更快地生長。”
豬籠草全年都產生捕蟲籠,因此也產生花蜜,並且可以存活多年。這對需要碳水化合物的蟻群來說是“至關重要”的。總的來說,螞蟻作為一個整體可能實際上會從這種安排中受益。
萊佛士豬籠草並未瀕危,但由於偷獵、氣候變化和棲息地喪失,許多豬籠草正在消失。
“在過去的三年裡,我已經失去了兩個主要的實地調查點,”鮑爾說;一個變成了一條高速公路,另一個現在是一個養雞場。“棲息地正在迅速消失,尤其是在熱帶地區。”
然而,豬籠草和其他肉食性植物“對人們來說很有吸引力”,這在很大程度上歸因於它們無數的適應性。在婆羅洲只有兩座山脈上有一種豬籠草,已經進化成齧齒動物的廁所。還有一種利用螞蟻作為其攻擊小隊來保護自己免受象鼻蟲的侵害。還有一種有像跳板一樣的蓋子。當它關閉時,會將昆蟲彈射到下面的渾濁深處。“有很多令人驚歎的策略和專業化,”鮑爾說。“我們才剛剛開始瞭解這些東西是如何運作的。”