和人类不同,植物不具备大脑或神经系统,因而无法协调它们的生理机能,也无法告诉自己:我饿了,应该去最近的快餐店买个汉堡包吃。植物也不具备复杂的肌肉和腱,因而无法抓取、咀嚼、吞咽和处理食物。维纳斯捕蝇草经由一组特化的叶片完成整个过程,这些叶片融嘴与胃的功能于一身。
彼得·达马托供图
加利福尼亚食虫植物上的维纳斯捕蝇草
引诱猎物
大多数植物都具有一些用来吸引动物和昆虫的机制,而无论它们是否打算把客人当作美餐。例如,非食虫植物进化出了强烈的气味或糖浆似的汁液来吸引蜜蜂、蝴蝶和其他昆虫;这些虫子被植物吸引后,又被加以利用,向临近的同种植物传授花粉,从而使其受精。就捕蝇草而言,构成诱捕器的叶子分泌出甜美的蜜汁来引诱正在觅食的昆虫。
捕获猎物
当昆虫落入诱捕器或是在上面爬行时,它可能会碰到位于诱捕器表面的六根短刚毛中的一根。这些刚毛叫做触发毛,它们充当植物的原始的运动探测器。如果这些触发毛中有两根在短时间内被相继触动,或者一根触发毛被触动两次,则叶片会在半秒之内闭合,将冒犯它的昆虫关起来。
是什么致使叶片紧闭呢?谁也不知道触发毛受到的连续机械刺激究竟是如何转化为关闭诱捕器的行为的。时下流行的假说是:
1、叶片内层中的细胞是非常紧致的。这在植物组织内部形成了张力,从而使诱捕器保持打开状态。
2、触发毛的机械运动会在这些细胞内启动受ATP驱动的水压变化。
3、这些细胞在升高了的水压的驱使下膨胀,而诱捕器也随着植物组织的松弛而关闭。
大卫·韦伯和美国植物学协会供图
一只昆虫正在维纳斯捕蝇草的爪状叶片上爬行
它可以食用吗?
即使没有大脑来对它要食用的东西进行分析,维纳斯捕蝇草依然有办法区分昆虫与可能落入诱捕器的不可食用的碎屑。这一步骤同样受到六根敏感的触发毛的调控。被囚禁在部分闭合的诱捕器内的昆虫会不停地拼命挣扎,企图逃脱。这保证了至少有一根(如果不是全部)触发毛会被昆虫的动作所拧动。这一现象充当了完全关闭诱捕器的信号。
落入诱捕器的没有生命的物体,如石头、细枝和叶子,或人为放置的物体(哪个孩子能抵抗把铅笔尖探入诱捕器中以便观察它闭合的诱惑呢?)并不会动来动去从而激起触发毛的反应。如果触发毛没有受到进一步的刺激,诱捕器就会停留在部分关闭的状态,直到诱捕器叶片中的紧张状态得到恢复。这一过程需要大约12小时,然后叶片会再度张开。不受欢迎的物体会在叶片重新打开时掉出来,或者被风吹出来。