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北美發現新食蟲植物

作者:國家地理中文網

假蜉蝣是一種生長在北美西部高海拔濕地的花,它的大部分營養來自吃昆蟲。

北美發現新食蟲植物

Triantha occidentalis的花是白色的,莖上有腺毛,可以捕獲和消化昆蟲。攝影:鮑勃·汗特

作者: 道格拉斯·梅因

在盛夏,如果你在北美西海岸的山間沼澤中徒步旅行,你可能會遇到一種叫做Triantha occidentalis的植物,上面有深綠色的莖和白色的小花。

主要分布在阿拉斯加南部到加利福尼亞的Triantha occidantalis長期以來一直對人類保密:它實際上是一種食蟲植物。

最近,植物學家林千軒從不列颠哥倫比亞大學的一名學生那裡聽說,這種植物的莖上有結構,看起來有點像茅草蔬菜等食蟲植物用來捕捉昆蟲的粘性腺毛。是以他決定看看這種花是否也是一種食蟲植物。

Lin的研究表明,Triantha occidantalis确實會捕獲和消化小昆蟲。根據8月9日發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一項研究,其葉子中高達三分之二的氮(一種重要的營養素)來自這些動物。

北美發現新食蟲植物

特律塔栎骨的特寫鏡頭,染有熒光素染色的粘性腺毛,這種結構可以捕獲和殺死小昆蟲。

攝影:林倩石

"這種植物吃昆蟲很酷,"多倫多大學博士後研究員林千壽說。

在這項研究之前,科學家們知道食肉在不同類型的植物中進化了11次。林說,這一發現代表了這一特征的第12次獨立進化。

珍稀食蟲植物

Triantha occidentalis與tha屬有一些相似之處,thata屬包含150多種植物,它們使用粘性,非常活躍的彩色腺毛來捕捉昆蟲,然後分泌酶來消化和溶解它們,然後吸收它們。

但這些沼澤屬于一個小型的多年生草大學,Tofieldiaceae,它沒有已知的食蟲植物。Triantha occidantalis也長得很短:雪在五月融化,在六月和七月發芽,開花,長出種子,在初秋枯萎。

像Triantha occidantalis一樣,大多數食蟲植物生長在陽光明媚,貧瘠的土壤中,其中消化昆蟲的能力是一個優勢。然而,能夠捕獲和吞噬動物的結構的生産是能量密集型的,隻有0.2%的開花植物被認為具有這種能力。

Triantha occidantalis被忽視的一個原因是,用于捕食的腺毛非常小,隻生長在花的莖上 - 這種特征與任何已知的食蟲植物不同,Lin說。

澳洲科廷大學(Curtin University)研究這些植物的生态學家亞當·克羅斯(Adam Cross)說,植物學家在一些食蟲植物的花朵附近發現了亞丁毛,但不像這個物種那樣在這個位置。克羅斯沒有參與論文的研究。如果食蟲植物捕食傳粉媒介,可能會産生負面影響,但林說,研究表明,沼澤花幾乎隻捕獲小螞蟻和蒼蠅,并且不會以較大的傳粉媒介為食,如蜜蜂。

德國植物标本博物館和研究中心的科學家安德烈亞斯·弗萊希曼(Andreas Fleischmann)表示,簡單地将這種植物标記為"吃蠕蟲"可能會忽略一些問題。他說,這種植物的狀況可能更适合描述為"防禦性殺戮",因為粘稠的腺毛似乎也會阻止不授粉的昆蟲進入花朵。

"在我看來,就植物的食肉性而言,主要标準不是它們是否消化昆蟲......這是關于它對獵物的吸引力,"弗萊希曼說。他沒有參與這項研究,也不确定Triantha粘稠的腺毛是否吸引了昆蟲。

揭開植物的秘密

很難證明一種植物是一種食蟲植物。為此,Lin首先給養殖的150隻果蠅喂食了含有氮-15的培養基。Nitrogen-15是氮的穩定同位素,含有額外的中子,可用于跟蹤營養物質從動物到植物的轉移。

然後,Lin和他的同僚們将果蠅喂給25隻生長在不列颠哥倫比亞省大沼澤地的Triantha occidantalis,并将它們放在花的莖上。幾周後,科學家們收獲了這些植物并分析了它們的化學成分。結果表明,葉片中含有氮-15,證明果蠅的養分已被植物吸收。确切地說,研究中植物中64%的氮來自果蠅。

研究人員還檢查了莖上的粘性腺毛,發現它們分泌磷酸酶,這是一種在其他食蟲植物中發現的酶,有助于分解組織并釋放磷,磷是植物中的另一種重要營養素。

研究結果表明,即使是植物學家已經知道的物種也有許多值得探索的方面。

"我們需要更多的觀察力敏銳的植物學家來尋找這些隐藏的食蟲植物,"馬來西亞國立大學植物研究員Hoe-Han Goh說。他沒有參與這項研究。

林同意了。"這是一個迹象,表明有更多的食蟲植物等着我們去發現。

(譯者:陌生人身上的鮮花)

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