杀手与水军植物生存策略

时间:2022-09-26 04:35:38

杀手与水军植物生存策略

挖耳草的致命诱惑

第一眼看去,小白兔挖耳草(Utricularia sandersonii,狸藻属)一点也不像恐怖的“食肉者”(左页),这种源自南非的植物静静地生长在潮湿的沼泽地带,成天隐匿在周围树木的阴影里。然而,它的地下根茎却承载着一个可怕而高效的陷阱,这使它成为了一个名符其实的杀手。

事实上,所谓陷阱就是一些被称为“捕虫囊”的小型囊状变态叶(上)。当植物开始进食的时候,这些捕虫囊会处于完全密闭的状态。而在捕虫囊的开口处生长着许多具有探测作用的缘毛,一旦有细小的蠕虫或者原生虫冒冒失失地闯入这个容器,就会使这些缘毛发生振颤从而触发这个陷阱:捕虫囊会通过这个开口一下子将猎物吸进去!接下来,不幸的受害者就会被牢牢关在这个陷阱中窒息而死。

最后小白兔挖耳草会分泌一种消化酶来分解这些尸体。当然,在捕虫囊里生息繁衍的细菌也会在这个过程中起到一定的作用。而在为期数日的消化过程中,这个捕虫囊还得客串“食品柜”的角色。为了填饱肚子,还有许多其他植物也在进化的过程中掌握了一些令人难以置信的生存策略……

捕蝇草的温柔陷阱

在英语里,捕蝇草(Dionaea muscipula)被冠以“美神维纳斯”的名字,因为它叶子边缘的刚毛好似维纳斯的睫毛。而在植物界,它们是美丽而冷静的杀手。美国卡罗莱纳州是捕蝇草的发源地,这里是砂质的沼泽地,水分丰富,但是缺乏植物所需的氮素。于是捕蝇草把目光投向空中,学会了吞噬飞虫。

捕蝇草的两片鳞状叶片构成了它的捕虫陷阱,远远看去就像一个开合自如的夹子。陷阱的表面长着三簇具有感知功能的纤细绒毛。当感觉到周围有猎物轻微触动时,它们会立即发出警报(右页);阳光强烈的时候,它的叶面会变成深红色,分泌的蜜汁会让苍蝇自投罗网。

苍蝇进来后,两簇绒毛的连锁应激反应促使叶片快速地收缩(上)。在电光火石之间,所有动作便完成了:对于这个陷阱来说,三十分之一秒的时间就足以合上两片铁夹般的叶子,而误入其中的昆虫根本没有脱逃的机会。很快,猎物就会被捕蝇草所分泌的生物酶所分解,而整个消化过程要维持24个小时。此后,捕蝇草的叶片会重新张开,准备猎杀下一个倒霉鬼!

瓶子草的夺命“喙”

鹦鹉瓶子草(Sarracenia psittacina),一般生长在潮湿的沼泽地带。为了捕食充饥,它长着鹦鹉一般尖利的“喙”,实际上那是一个瓶状体,整个结构上只有一个直径为5毫米的小口与外界贯通。而瓶状体内部还长着一个类似于盖子的组织。当苍蝇从小口进入瓶状体之后(左),那个盖子就会和绒毛一起截断它的退路,最后,这个家伙只能朝着瓶子的深处不断前进,直至深渊……

事实上,昆虫(蚂蚁、苍蝇,甚至当瓶状体浸入水中的时候还会面对小型水生无脊椎动物)的每次挣扎只会让它越陷越深。随后,瓶子草的消化酶会负责将猎物分割成碎块,以方便分解吸收。图中这些可怜的蚂蚁就是一个很好的例子(上)。

捕虫堇的“食品柜”

正如我们所见,把食物存入“食品柜”的策略在植物王国中并不少见。长距捕虫堇(Pinguicula caudata)(右),它除了拥有迷人的紫红色花朵之外,还有一根长达5厘米的花距(花萼、花冠基部延伸而成的圆锥状部分)以及一些足以令昆虫们闻风丧胆的叶子,这些叶片同样能够组成暗藏杀机的陷阱。

在电子扫描显微镜的帮助下,我们能够清楚地看见叶片上长着一些富含粘液的微小触手,它们被称作“柄状腺”(上)。通过这些粘液所产生的巨大附着力,长距捕虫堇会让那些冒冒失失的小飞虫为它们的错误付出代价。一旦昆虫不再动弹,另一些腺体就开始分泌消化酶,这样捕虫堇就能很快把这些昆虫分解成自己能够吸收的营养物质。

狐狸尾的喝水策略

显然,固体食物是远远不够的,植物还需要赖以生存的水。为了这样一个需求,它们做好了一切准备。狐狸尾(Tillandsia funckiana)是一种凤梨科植物,它又被称作“空气的女儿”。这种植物习惯在其他树木的树皮上生根,然后静静地等待着暴雨的降临。这样做的目的是:从被它侵占的树木中吸取水分,并且用死去的树皮细胞来“充饥”(上)。

实际上,狐狸尾的茎和叶都被包在一层非常厚实的鳞片网之下。而通过毛细作用,这层网中会充满水分,也就是说,树木中的水分会通过细孔进入每层鳞片(右)。此外,狐狸尾还会在吸水的过程中吸收死去的树皮细胞中所蕴藏的矿物盐,然后通过水分来输送这些养料。这也就是为什么人们总是能够在一些老树和枯枝上发现狐狸尾,因为这些垂老的植物能够向它提供大量的腐败细胞。

石状植物的储水功能

银叶花(schuldtii)(上)、生石花(Lythops)(下)和棒叶花(Fenestraria)(左)这样的植物给人的第一感觉与其说是一种草木,不如说更像一块矿石。不可否认,它们的外表酷似一堆经过细沙打磨的光滑石子。事实上,这些植物生活在非常干旱的自然环境中,尤其是类似于非洲沙漠这样的地方,而它们中有一半以上终年都被埋没在石堆里。

于是,此类植物“琢磨”出了一些匪夷所思的生存策略,例如,它们那构造精妙的细胞组织中能够贮存许多水,以备不时之需,纵然是零星小雨,抑或是清晨浮露也会被无一例外地收入囊中。正如所有生活在干旱地区的植物一样,这三个家伙都是甘美的,这也从一个侧面验证了它们的储水能力。

当这些植物被灌满水分后,就会夸张地肿胀起来。另外,当生石花的透明细胞中充盈着水分的时,光线就能透过组织的表面直达深处,这样便能完成赖以生存的光合作用。如果运气好的话,还能看见这些“石头”开出五彩缤纷的花朵。

云游四方的槲寄生

可爱的白果槲寄生(Viscum album),每年圣诞节人们都会在它的身下热情相拥。然而谁又知道,这种植物为了生存竟然不惜背上“马基雅弗利”的恶名(马基雅弗利,意大利政治家,主张为达到目的而不择手段)。首先,它的种子会吸引鸟类前来食用,然后通过其粪便传播到某棵树的树枝上。为了获取萌发的力量,它的种子会将一些吸根植入那棵树的树皮里,而这些吸根会从树木的脉络中不断吸取赖以生存的树汁(左)。

因此我们可以说,槲寄生是一个完美的寄生者,它通过从无辜的寄主身上不停吸食汁液而悄悄地成长。在这幅图中,寄主正是一棵可怜的槭树(上)。尽管人类对于植物曾有过无限的遐想,但槲寄生正是这些想象之外的一个典型。当然,它也代表了一段长达数百万年的演化过程。

雄鹿角的花篮战术

这种鹿角蕨属植物(Platycerium)常常被人称作“雄鹿角”,其身影几乎遍及了所有大陆。它的生存策略又是怎样的呢?作为一种蕨类植物,鹿角蕨长着一些被称为“叶状体”的叶子。从严格意义上说,那并非真正的树叶,而是一个花托。不过就是这样一个“四不像”的结构,却能帮助鹿角蕨来“捕捉”那些从周围树木上飘下的落叶(右)。

被“捕获”的树叶在这个天然“花篮”中慢慢腐烂,最后转化为一种富含营养的腐殖土来滋养鹿角蕨(上)。通常,人们把鹿角蕨看作一种附生植物,因为它们总是攀附在那些能间接向自己提供营养的大树上,但这并不是一种寄生现象。而体形较小的鹿角蕨“叶”会进行光合作用,此外它们还负责“生产”孢子,以期传宗接代。

蝴蝶兰的附生技巧

先在这里强调一个概念,所谓附生植物就是生活在其他植物身上,但并非寄生关系的植物。某些附生兰科植物,例如害羞蝴蝶兰(Phaelenopsis)(右),其庞大根系的上皮细胞中充满了空气。通常,附生兰通过强有力的根系将自己牢牢地固定在树皮上,而这样的根在干燥时呈浅灰色,据说它们的吸水速度和吸墨纸不相上下(上)。

即使只经历了很小一场降雨,附生兰的根也会像海绵一样不断吸水。而那些上皮细胞更是充当了蓄水池的角色,在几秒钟之内,它们就会充满水分(下)。当上皮细胞内的空气被水分取代的时候,那些青色的下皮细胞就变得清晰可见了。这时附生兰的根就会恢复正常状态下的青绿色,同时,它们还会通过那些夺来的水分将许多养分和矿物盐从“宿主”身上运回自己体内。

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