食虫植物
食虫植物是一种会捕获并消化动物而获得营养(非能量)的自养型植物1。食虫植物的大部分猎物为昆虫和节肢动物。其生长于土壤贫瘠,特别是缺少氮素的地区,例如酸性的沼泽和石漠化地区。1875年,查尔斯·达尔文发表了第一篇关于食虫植物的论文。
这种能够吸引和捕捉猎物,并能产生消化酶和吸收分解出的营养素的食虫植物分布于10个科约21个属,有630余种。此外,还有超过300多个属的植物具有捕虫功能,但其不具备消化猎物的能力,只能被称之为捕虫植物。某些猪笼草偶尔可以捕食小型哺乳动物或爬行动物,所以食虫植物也称为食肉植物。
基本信息
- 中文学名
食虫植物
- 拉丁学名
Carnivorous Plants
- 别称
食肉植物、食虫草、捕虫草
- 界
植物界
- 门
被子植物门 Magnoliophyta
分类
食虫植物分类
食虫植物的分类都处于不断的变化之中,在克朗奎斯特系统(Cronquist system)中,基于其辐射对称的花朵和特有的捕虫器,茅膏菜科(Droseraceae)和猪笼草科(Nepenthaceae)被归于猪笼草目(Nepenthales)中。瓶子草科(Sarraceniaceae)被归入猪笼草目或瓶子草目(Sarraceniales)中。腺毛草科(Byblidaceae)、土瓶草科(Cephalotaceae)和捕虫幌科(Roridulaceae)被归入虎耳草目(Saxifragales);狸藻科(Lentibulariaceae)被归入玄参目(Scrophulariales),后并入唇形目(Lamiales)。
在更先进的分类系统中,如被子植物种系发生学组(APG,Angiosperm Phylogeny Group)中,科下分类被保留了下来,但它们已被重新划分为几个目。露松属(Drosophyllum)被从茅膏菜科中独立出来,其可能与双钩叶科(Dioncophyllaceae)之间具有密切的联系。
分类如下(只包括食虫属部分),已绝种物种以剑号(†)加注。
双子叶植物
菊目(Asterales) | 花柱草科(Stylidiaceae) | 花柱草属(Stylidium) |
石竹目(Caryophyllales) | 双钩叶科(Dioncophyllaceae) | 穗叶藤属(Triphyophyllum) |
露叶茅膏菜科(Drosophyllaceae) | 露松属(Drosophyllum) | |
茅膏菜科(Droseraceae) | 貉藻属(Aldrovanda) | |
捕蝇草属(Dionaea) |
单子叶植物
禾本目(Poales) | 凤梨科(Bromeliaceae) | 布罗基凤梨属(Brocchinia) |
嘉宝凤梨属(Catopsis) | ||
谷精草科(Eriocaulaceae) | 食虫谷精草属(Paepalanthus) |
捕虫机制
如何捕虫
科学家发现,当一只昆虫误入到食虫茅膏菜的黏性触须上时,后者的叶子会卷成一种外胃式的样子,并于中消化这些猎物。这不仅仅是一种条件反射,更是一种捕捉和吞噬活猎物的复杂化学系统。
当研究人员用制备的茉莉酮酸酯液体碰触它们时,这些叶子也会发生卷曲。这表明卷曲反应不只是对接触或运动的反射。死果蝇也不会引起其反射。然而,被压碎的死果蝇会引起叶子卷曲——表明被吞噬的猎物产生的化学物质可能会引起茉莉酮酸酯的产生,叶子因此成为一个胃。
很多植物为抵御昆虫咬啮而产生茉莉酮酸酯。但食虫植物并不是这种情况;以腐烂的水果和蔬菜为食的果蝇长有柔软的口器,不会损害一棵结实的活体植物。研究人员怀疑,茅膏菜已经进化到拥有一个这样的系统——为抵御捕食者而使自身变成捕食者2。
食虫植物具有5种基本的捕虫机制。
(1)具有含消化酶或细菌消化液的笼状或瓶状捕虫器。
(2)周身布满黏稠液滴的黏液捕虫器。