捕蠅草具有捕食昆蟲(chóng)的習(xí)性,一般這類植物稱之為“食肉植物”(carnivorous plant)或是“食蟲(chóng)植物”(insectivorous plant)。如上述,捕蠅草的捕食器官就是其葉子的部分。這類食肉植物大多是生長(zhǎng)在養(yǎng)份比較貧瘠的濕地,為了補(bǔ)充不足的養(yǎng)份,尤其是氮與磷酸,所以借由特殊演化而來(lái)的構(gòu)造,捕食昆蟲(chóng)消化其養(yǎng)份。
捕蟲(chóng)方式
食蟲(chóng)的習(xí)性大致上分為以下四步驟:
引誘昆蟲(chóng)
捕捉昆蟲(chóng)
利用消化液來(lái)分解與吸收
利用吸收到的養(yǎng)份來(lái)維持生長(zhǎng)
不過(guò)并不是所有的食肉植物都是經(jīng)過(guò)如此完整的過(guò)程,例如有些同類型的植物并不分泌出消化液,而是借由各種微生物來(lái)分解后吸取養(yǎng)份的。而捕蠅草在這個(gè)部分屬于比較高等,具備相當(dāng)完整過(guò)程的食肉植物。
捕蠅草葉片消化完獵物后打開(kāi)
葉與感覺(jué)毛橫切面在顯微鏡下的狀態(tài)
捕蠅草的葉緣部分含有蜜腺,會(huì)分泌出蜜汁來(lái)引誘昆蟲(chóng)靠近。當(dāng)昆蟲(chóng)進(jìn)入葉面部分時(shí),碰觸到屬于感應(yīng)器官的感覺(jué)毛兩次,兩瓣的葉就會(huì)很迅速的合起來(lái)。生長(zhǎng)于葉緣上的刺毛是屬于多細(xì)胞突出物,沒(méi)有彎曲的功能。當(dāng)葉子很快速的閉合將昆蟲(chóng)夾住時(shí),刺毛就會(huì)緊緊相扣的交互咬合,其目的就是防止昆蟲(chóng)脫逃。
葉與感覺(jué)毛橫切面在顯微鏡下的狀態(tài)
消化與吸收
當(dāng)捕獲到昆蟲(chóng)被兩辦葉片給夾住后而無(wú)法掙脫,昆蟲(chóng)在掙扎的過(guò)程中葉片會(huì)越夾越緊直到幾乎密閉的狀態(tài),這時(shí)兩片葉瓣內(nèi)側(cè)密集的內(nèi)腺體會(huì)分泌出消化液,利用這些消化液中含有的蛋白酶,將昆蟲(chóng)的蛋白質(zhì)分解成以氮、氧、碳、氫為主,還可能包括其他元素構(gòu)成的氨基酸并進(jìn)行吸收。一般大約四天左右能分解完成并吸收較易消化的部分,之后再繼續(xù)吸收剩余的氮、磷以及其它各種所需的微量元素。這些養(yǎng)份都吸收完畢之后,葉瓣就會(huì)再度打開(kāi),全部時(shí)間大約需花5-10天的程度,這時(shí)昆蟲(chóng)只剩下由幾丁質(zhì)組成的空殼殘骸。
不過(guò)捕蠅草并無(wú)法分辨出所捕獲之物的大小,有時(shí)也可能捕到與葉片大小差不多的獵物,例如小型青蛙或是長(zhǎng)腳蜂之類。這時(shí)往往造成來(lái)不及分解吸收,而獵物自體就先腐敗,所以葉片就會(huì)像食物中毒一般枯萎。另外,每個(gè)葉片大約可以捕捉3-4次,超過(guò)這個(gè)次數(shù)葉子就會(huì)漸漸枯萎。
奧妙的自然神秘
當(dāng)昆蟲(chóng)采蜜時(shí)第一次接觸到感覺(jué)毛后葉片并不會(huì)有什么動(dòng)作,但是如果連續(xù)刺激兩次,那葉片就會(huì)在平均大約0.5秒以內(nèi)馬上合起來(lái)。而如果第二次碰觸的時(shí)間與第一次碰觸時(shí)間相差超過(guò)約20秒時(shí),葉片會(huì)變成半合閉或是沒(méi)反應(yīng)的現(xiàn)象。如果在這時(shí)馬上再刺激第三次,那葉片也會(huì)迅速的合起來(lái)。
經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)查,捕蠅草的感覺(jué)毛就像是一個(gè)感應(yīng)裝置,經(jīng)過(guò)連續(xù)兩次碰觸的刺激時(shí),葉的基部會(huì)產(chǎn)生大約100毫伏(mv)的動(dòng)作電位(action potential)到葉子表面上,造成葉片內(nèi)側(cè)的水分迅速流失,導(dǎo)致內(nèi)外壓力不等所以葉片就因此閉合。這樣的捕蟲(chóng)機(jī)制是一組相當(dāng)精密的結(jié)構(gòu)搭配,而且刺激感覺(jué)毛就像是設(shè)定了定時(shí)裝置一樣,等到第二次確認(rèn)才會(huì)閉合,最主要是為了提升捕蟲(chóng)的準(zhǔn)確性,否則的話如雨滴、動(dòng)物經(jīng)過(guò)時(shí)均會(huì)降低并影響其捕蟲(chóng)的效率。
經(jīng)由植物研究者確認(rèn)了捕蠅草會(huì)發(fā)出動(dòng)作電位這樣有機(jī)制的機(jī)關(guān),就類似動(dòng)物的神經(jīng)組織會(huì)產(chǎn)生傳輸信息一般。不過(guò)因?yàn)檫@必須連續(xù)碰觸兩次才會(huì)產(chǎn)生,也就是說(shuō)應(yīng)該還有個(gè)可以記憶的組織,至今依然還不清楚這樣的記憶是如何在捕蠅草中運(yùn)作。
原生地
捕蠅草原產(chǎn)于北美洲東岸一帶,自然生長(zhǎng)的原生地主要在北卡羅萊那州、南卡羅萊那州以及佛羅里達(dá)州等地。生長(zhǎng)環(huán)境的特性喜好于潮濕地帶。當(dāng)?shù)赜卸嗵幨菍儆跊_積地形,而且夏天天氣炎熱,冬天氣溫寒冷,晝夜溫差大,屬于典型的大陸型氣候,這些都是適合捕蠅草生長(zhǎng)的環(huán)境條件。
目前美國(guó)對(duì)于其原生地都指定為保護(hù)地區(qū),甚至在瀕臨絕種野生動(dòng)植物國(guó)際貿(mào)易公約附錄ii[12]中有明訂捕蠅草的塊根與鱗莖全面禁止輸出外銷。不過(guò)由于在那之前就已經(jīng)有許多株種流出,經(jīng)過(guò)世界各地業(yè)者積極的栽培之下,甚至利用組織培養(yǎng)的技術(shù)大量生產(chǎn),所以一般都已經(jīng)很容易能夠在市面上買到捕蠅草。