本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
“GenliseaLobata”。根據 CC BY-SA 3.0 許可透過 維基共享資源。
熱帶植物Genlisea 是一種微小的、樸素的蓮座叢，由簡單的綠葉組成。如果你挖出它的“根”，你會發現看起來是一堆不起眼的長而蒼白的地下“根”。但實際上它們不是根，而是死亡陷阱。
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食蟲植物以其驚人的動物捕捉和移動能力、鮮豔的色彩和獨特的陷阱而聞名世界。科學已知的 450 種食肉植物通常生活在貧瘠的土壤中，這些土壤缺乏氮、磷和其他礦物質。事實證明，動物是這些重要營養素的極佳來源。
Genlisea 也不例外——它生活在南美洲和熱帶非洲的白色沙地和潮溼的岩石露頭中。但它看起來不像典型的“食肉植物”，也不捕捉昆蟲。相反，Genlisea 和少數但數量不斷增長的其他植物，正被科學家發現專門捕食小得多的獵物。
Genlisea 的“根”實際上是高度變異的葉子，它們缺乏葉綠素，或者幾乎沒有任何其他線索表明它們曾經是葉子。這種植物也沒有真正的根。相反，這些葉子履行了根的職責。它們並非像其他正直的植物那樣，藉助真菌從土壤中吸收養分。它們透過沿著特殊的葉子誘捕、捕捉和殺死獵物來實現這一目的。
a) 綠色的葉片蓮座叢和一大束充當陷阱的根狀地下葉片。b) 單個 Ginlisea 陷阱，吸引了原生動物。照片和改編的標題來自 Barthlott 等人 1998 年的圖 1a 和 b。點選圖片連結。
每片變異的葉子靠近植物的一端是實心的，但當它向下進入土壤時，它會變成空心的，然後在 Y 形交匯處分叉。螺旋形的分叉內部只有 200 微米寬，並且覆蓋著一系列陷阱。但是，這些陷阱進化出來要捕捉的東西必定非常微小。開口是狹縫，僅有 400 微米寬、180 微米長。在陷阱的開口處，排列著指向植物內部的毛髮，彷彿是為了防止任何不幸進入其中的東西逃脫。還有許多腺體。
在用草履蟲原生生物餵食後，Genlisea “根”管內部的掃描電子顯微照片。可見被捕獲的草履蟲；成排的長毛阻止了逃脫。照片和改編的標題來自 Barthlott 等人 1998 年的圖 1c。點選圖片連結。
自 19 世紀中葉以來，人們就認為這種植物可能是食肉的，而那些可疑的狹縫就是陷阱。但內部很少發現昆蟲殘骸。無論如何，很少有昆蟲能夠進入內部。這留下了一個令人驚訝的可能性：Genlisea 設定陷阱來捕捉被稱為原生生物的單細胞微生物。
在對 Genlisea 植物和來自同一棲息地的其他植物的測試中，鞭毛蟲 Blepharisma americana ——之所以選擇它，是因為它與這些植物生活在大致相同的棲息地，並且是容易發現的紅色陰影——在實驗開始幾分鐘後就被吸引到 Genlisea 的陷阱中並進入其中。它們對來自同一棲息地的植物沒有表現出類似的好奇心。一種化學引誘劑從陷阱中分泌出來，可能是透過腺體，並且似乎也存在消化酶。放射性硫最終進入了植物體內，此時距離植物暴露於放射性標記的纖毛蟲已經過去了兩天。當科學家們觀察西非象牙海岸的野生 Genlisea 的陷阱內部時，九種不同的纖毛蟲和各種其他原生生物被“大量”捕獲。
但事實證明，Genlisea 可能不是唯一以原生生物為食的植物。另一種似乎也這樣做的是更奇怪的植物。那就是非常奇特的紫紅色蠕蟲狀地錢，Pleurozia purpurea。
“Pleurozia purpurea36373 580 360”，作者：Matt von Konrat Ph.D - 世界數字圖書館 (eol.org)。根據 CC BY 3.0 許可透過 維基共享資源。
地錢本身就是奇異而有趣的植物。與苔蘚和角苔一起，這些植物比任何其他陸地植物都更早達到現在的形態。它們保留了從綠藻祖先那裡繼承來的許多祖先特徵，例如遊動精子、孢子和相對簡單的身體結構，而大多數其他陸地植物早已失去了這些特徵。
但它們也添加了一些新特徵：它們的生殖結構可以達到任何植物的標準，顯得非常華麗。地錢 Marchantia 製造了三種這樣的結構——產生卵的迷你雌性棕櫚樹、製造精子的雄性釘子和包含無性生殖組織包的飛濺杯，這些組織包透過迷路的雨滴被髮射到更綠色的牧場。其他地錢的生殖結構並沒有那麼古怪，但你明白了其中的意思。此外，Pleurozia 在地錢中是獨一無二的，因為它呈栗色；大多數是沉靜的綠色。因此，一種以獵物為食的紅色地錢似乎是一個特別令人愉悅的小包裹。
Pleurozia 也製造陷阱，而這些陷阱似乎是從相當於蓄水池的東西進化而來的。在其他幾個地錢譜系中也發現了這些小囊，它們通常用於儲水。它們通常沒有蓋子。但在 Pleurozia 和另一個名為 Colura 的屬中，它們具有透明的鉸鏈蓋。Pleurozia 陷阱的蓋子僅向內開啟，並且比它們阻擋的開口更大，以防止它們向外擺動。一旦有東西滑過單向門，就無法逃脫。它們看起來非常像開花植物 狸藻，世界上移動速度最快的食肉植物的昆蟲陷阱
但是這些陷阱不可能容納像您在本影片中看到的甲殼類動物。Pleurozia 陷阱的開口僅有 300 微米寬。大多數動物根本無法進入這麼小的孔洞。因此，科學家們懷疑這種植物也可能是為了捕捉原生生物。
為了驗證他們的假設，最初探索這種可能性的科學家使用了與測試 Genlisea 的團隊相同的纖毛蟲原生生物——Blepharisma americana。當科學家們將一小枝 Pleurozia 新增到他們的纖毛蟲培養物中時，大多數原生生物都慢慢地移動到植物旁邊去檢視。
實驗開始時 (13,14) 和 30 分鐘後 (15,16) 的 Blepharisma americana 分佈。原生動物已用點標記，以便更好地觀察。照片和改編的標題來自 Hess 等人 2005 年的圖 13-18。點選圖片連結。
30 分鐘後，86% 的水囊中都含有纖毛蟲。一個水囊捕獲了 11 個。幾個小時後，這些水囊裡塞滿了多達 16 個 Blepharismas。沒有一個纖毛蟲逃脫。
與 Genlisea 不同，Pleurozia 似乎沒有分泌化學引誘劑或消化酶的腺體。這些陷阱的“誘餌”可能是植物表面自然存在的細菌群落。在其他實驗中，觀察到 Blepharisma americana 透過在植物周圍“像吸塵器一樣”移動來攝食細菌，並且在掃描電子顯微照片中經常看到地錢表面存在細菌。
這些實驗中最令人驚奇的或許是在圈養和野外植物的地錢陷阱中出現的各種生物：渦蟲、輪蟲、線蟲、鞭毛原生生物、變形蟲、橈足類甲殼動物、水熊蟲和蟎蟲。這些囊通常也顯得充滿了汙垢，科學家們將其解釋為陷阱中捕獲的生物的腐爛殘骸。
不幸的是，科學家們沒有像 Genlisea 團隊那樣，透過將來自與 Pleurozia 同一棲息地的其他植物放入裝有微生物的培養皿中，來觀察它們是否同樣具有吸引力，從而為他們的實驗提供對照。同樣，與 Genlisea 的實驗不同，科學家們沒有用可追蹤的放射性硫同位素標記他們的 Blepharisma，因此無法確定被困不幸者所含的營養物質是否真的被 Pleurozia 吸收和利用。
因此，他們得出結論，我們只能稱這些植物為食動物性的，而不是食肉性的，因為我們不能 100% 確定它們實際上是在吃掉它們捕獲的東西。作者認為，即使植物不產生消化酶，這也幾乎是不可避免的。被捕獲的小動物會藉助細菌死亡和腐爛；已故的原生生物實際上會爆炸（由於它們的伸縮泡關閉，當伸縮泡執行時，就像艙底泵一樣，不斷排出由於滲透作用而不斷吸收的水），並真正將其內臟溢位到陷阱中。營養物質就放在那裡供人吸收，即使是被動吸收。儘管如此，我們在這裡擁有的只是南方口音濃重的檢察官喜歡稱之為強有力的間接證據。
雖然聚光燈下的維納斯捕蠅草搶走了所有聳人聽聞的榮耀，但像這兩種植物這樣的低調食肉植物卻悄悄地在微小或地下的腔室中捕獲原生生物和動物，而且可能還有更多物種這樣做尚未被發現。但是，專注於小型獵物而不是大型獵物可能會提供優勢：雖然野生 Genlisea 和 Pleurozia 的原生生物陷阱中擠滿了受害者，但在野外觀察到捕蟲堇、茅膏菜和維納斯捕蠅草的昆蟲陷阱中實際含有蒼蠅的情況卻很少見。也許重要的不是獵物的大小，而是捕獲量的大小。
參考文獻
Hess S., Frahm, J.,. & Inge Theisen (2005). Evidence of Zoophagy in a Second Liverwort Species, Pleurozia purpurea, The Bryologist, 108 (2) 212-218. DOI: http://dx.doi.org/10.1639/6
Barthlott W., Porembski S., Fischer E. & Gemmel B. (1998). First Protozoa-trapping Plant Found, Nature, 392 (447) 447. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/33037