為什麼植物愛吃肉？

植物是自養生物，它們可以利用太陽光進行光合作用，將無機物轉化成碳水化合物，獲得生長發育必須的養分。這些生長要素並不難獲取，所以植物能在非常嚴苛的條件下存活。不過，還有一種植物竟然發展出了「吃肉」的習慣。

這些植物就是食肉植物，已知的全世界食肉植物有600種以上，在它們的食譜上，既有小昆蟲，也有像老鼠這樣較大個的哺乳動物，一旦誘捕上，肉食植物會分泌恐怖的消化液，將動物們慢慢溶解掉。比起其他「食素」植物，手段異常殘忍。那麼，為什麼食肉植物有這麼古怪的愛好呢？

吃葷也是迫不得已

就像人類是因為氣候變化，導致植物性食物難以獲得，為了存活，才開始吃肉，肉食植物吃肉也有類似的「苦衷」。

大多數食肉植物生活在高光、水淹的沼澤環境中，由於濕地的水會很快將土壤里的養分帶走，土壤里氮和磷的含量都極低，而氮又是植物合成蛋白質與DNA的主要成分之一，這使得在這種環境里，很少有植物能夠生存下來。面對這樣的絕境，食肉植物不得不另謀生路——吃掉有營養的動物，獲得氮、鉀、鈣、磷等生存必需的礦物質。

研究者推測，最初，食肉植物祖先也是「素食主義者」。拿現在的食肉植物大家族——耐鹽類食肉植物來說，剛開始，這類植物只是為了適應含鹽量過高的生長環境，它們會用特殊的腺體將從土壤中吸收的鹽分經葉子排出，而這種鹽分恰巧可以殺死周圍的昆蟲，昆蟲屍體成了供應土壤或者植物本身的天然肥料，在受惠於這種生存機制後，隨後這種生存機制才變成植物特意的殺戮機制。

豬籠草也是如此。豬籠草是一種能夠捕食昆蟲的多年生草本植物，所有種類的豬籠草看起來都很相似：形狀像豬籠的捕蟲籠，捕蟲籠內表面為蠟質區，表面光滑，昆蟲掉進去後會很難再爬出來。

研究者曾對澳大利亞的土瓶草、北美東海岸的豬籠草和亞洲的翼狀豬籠草進行研究，結果表明，雖然這三大不同種類的豬籠草分別與楊桃、獼猴桃和蕎麥有更近的關係，但它們進化出了相同的食肉方式。最初，這些豬籠草的蛋白質是用來抵禦疾病的，隨後，為了應對落入陷阱里的昆蟲，這些在完全不同地理環境中的豬籠草都成功地將蛋白質改進成可以幫助消化「肉食」的酶，這些酶包括用於分解昆蟲外骨骼的幾丁質酶,以及幫助它們從獵物中吸收磷的紫色酸性磷酸酶。

吃葷的巨大代價

雖然食肉植物進化出了「吃葷」的本領，讓自己能夠更好地存活下來，但它們付出的代價也十分巨大。隨著投入更多的能量到食肉性的適應過程中，比如它們將葉子設計成能誘騙、消化獵物的陷阱，那麼用於光合作用的葉子就會減少，導致無法高效地進行光合作用。因此，大多數食肉植物生長緩慢，體型不大，即使能通過食用昆蟲的方式來「改善伙食」，氮的攝入量仍然有限。所以，你永遠也不會遇到一個巨大的食肉植物，也不用害怕是否自然界有能大到吃人的食肉植物。

另外一個會讓食肉植物非常煩惱的問題是如何繁殖。像許多植物一樣，食肉植物的繁殖器官也是花，種子也是其下一代。大多數花也分為雌蕊和雄蕊，需要昆蟲授粉，使得精細胞和卵細胞結合，這就產生了一個很尷尬的衝突：一方面，食肉植物需要吃掉昆蟲補充營養；另一方面，它們又需要昆蟲授粉繁殖。例如一種來自西班牙的食肉植物捕蟲堇屬就遇上了這樣的麻煩。一般，如果它的花朵有許多傳粉者傳粉，它會結出更多的種子，然而由於捕食陷阱離花朵非常近，無意之中，它也吃掉了不少傳粉者，使得繁殖能力大大降低。

吃葷吃素還是環境說了算

既然「吃葷」問題多多，所以，跟寄生植物和腐生植物不大一樣，目前所發現的肉食植物，沒有哪一種完全放棄了能夠自養的光合作用。而且在條件允許的情況下，一些食肉植物還會變成非食肉植物。

以瓶子草為例，這種北美的食蟲植物通常生長在經年潮濕的地方，它們進化出了漏斗狀的葉子作為捕蟲瓶，利用密腺所分泌的蜜汁吸引昆蟲。同時，捕蟲瓶上部經陽光照射後如彩繪玻璃般，可以誘使昆蟲前往，捕蟲手段非常高超。

不過，這種典型的食蟲植物的捕蟲瓶，卻在秋末開始枯萎，長出不具捕蟲功能的劍形葉，開始了一段很長時間的「吃素」期。這又是為什麼呢？

這是由於冬季天氣轉冷，光照水平低於夏天，同時，冬天的昆蟲也在減少，此時把能量花在生長捕蟲瓶上很不划算，所以瓶子草長出了劍形葉，增加了光合作用的葉子面積，這樣可以更好地利用光照。另外一些食肉植物也會採取相同的策略，當棲息地土壤里營養成分增多，或者是光照太少，它們會儘可能地減少獵捕行為。

看來，食肉植物並不恐怖，它們這一嗜血的愛好，也只不過是出於環境壓力才進化出來的。

小貼士:

茅膏菜花與捕食葉子有不同氣味

食肉植物如何解決繁殖問題？

一方面要吃掉蟲子獲取營養，一方面又需要它們傳授花粉，大多數食肉植物非常聰明，它們很巧妙地解決了這個矛盾。

一種方法是區別出傳粉者和獵物。研究者發現，食肉植物吃掉的昆蟲，往往和傳粉的昆蟲種類很少有重疊。為了保護這些傳粉者不被自己吃掉，一些食肉植物會錯開開花期與捕食期，在它們開花期間，不使用捕食陷阱，直到花期結束。對560株翼狀瓶子草豬籠草的研究也證實了這一點，這些豬籠草只有5株的開花期與捕食期重疊。

另外大概有三分之一的食肉植物會在水下生長「捕食陷阱」，而花朵長在水上，這樣就完全消除了昆蟲授粉者會遇到的致命危險。那些莖幹非常長，並在頂端上開花的食肉植物，也有使得傳粉者遠離捕獵陷阱的用意。

除了這兩種方法外，一些植物還有更為簡單而巧妙的方法。茅膏菜屬植物是非常恐怖的食蟲高手，茅膏菜的葉片為圓形，葉片邊緣密布可分泌黏液的腺毛，當昆蟲落上葉面時，就會被粘住，被葉子黏住的昆蟲只有20%能成功出逃，其餘大部分斃命於此。然而，在三種茅膏菜物種中，在葉子上捕獲的昆蟲種類，只有5%的授粉者。它們的花與葉片很近，那麼，它們是如何辦的呢？

那就是採用不同的氣味，一些茅膏菜的花與葉子的氣味非常不同。這種花的氣味會吸引授粉者，而葉子的氣味則會讓授粉者望而卻步，葉子氣味則只會吸引那些茅膏菜愛吃的昆蟲種類。

本文源自大科技 2017年第5期雜誌文章

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