這種食肉植物擁有雨水驅動的陷阱

一種生物“彈簧”幫助豬籠草將昆蟲彈入厄運

Nepenthes gracilis plant.

保羅·斯塔羅斯塔/蓋蒂圖片社

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食肉植物捕捉活體獵物的奇特策略長期以來一直吸引著公眾的想象力。但即使在這個奇異的群體中,食物捕捉機制已經獨立進化多次,有些奇特之處仍然突出。例如,原產於東南亞的視覺上引人注目的豬籠草Nepenthes gracilis可以利用雨水的能量來伏擊動物。一項新的研究發表在《生物學快報》上,展示了植物豬籠部分的結構(本身是變態葉)如何使這種不尋常的策略奏效。

“這是我們所知的唯一一個植物真正利用[外部能量]達到某種目的的案例,”研究合著者,英國布里斯托大學的進化生物學家和生物力學家烏爾裡克·鮑爾說。但是這種雨水驅動的陷阱是如何運作的呢?

這個物種的豬籠有一個剛性的水平蓋子,其暴露的底面分泌花蜜,引誘昆蟲落在上面。當雨滴擊中蓋子的頂部時,蓋子猛然向下彈起,並將任何毫無防備的訪客彈入下方的消化液中。鮑爾和研究的主要作者安妮-克里斯汀·倫茨(也在布里斯托爾)使用高解析度X射線掃描來分析蓋子抬起、放下和處於中性位置時豬籠的橫截面。他們的結果揭示了豬籠頸部的一個結構薄弱點,研究人員稱之為扭力彈簧:當雨滴擊中蓋子時,薄弱點會彎曲並迫使蓋子像跳水板一樣向下彈起。薄弱點使豬籠的主體以特定的、一致的方式彎曲和彈回,因此蓋子會重新抬起,而不會像典型的葉子在被雨水擊中時那樣混亂地振盪。研究人員還發現,一種密切相關的豬籠草Nepenthes rafflesiana缺乏這種機制。


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“這是一項非常好的研究,它比較了兩個物種,並回到了它們之間的多樣性,”賓夕法尼亞州立大學昆蟲學家坦尼婭·雷納說,她沒有參與這項研究。儘管到目前為止,雨水陷阱技術似乎是N. gracilis獨有的,但雷納希望未來的工作將檢查在食肉植物中看到的更廣泛的多樣性。“就我個人而言,”她說,“我會研究更多物種。”

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