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食蟲起源之謎:為何植物「愛吃肉」?


了解食蟲植物,「氮」是繞不開的絕對主角。所有的食蟲植物,之所以在植物界顯得很「彪悍」,都是為了爭取更多一些氮元素。我們知道,植物吸收無機元素作為營養物,它們來自岩石礦物的風化以及有機物、動物的腐爛。氮是植物中繼碳、氫、氧之後含量最豐富的元素。缺了它,絕大多數植物將無法完成生命周期,而其他元素也無法取而代之。

「氮元素在1772年被發現,它占據了地球大氣78%,是氧氣的4倍之多,並且是胺基酸、蛋白質和核酸等的重要組成元素。」美國康乃狄克州大學教授麥可·C·傑拉爾德在《生物學之書》中寫道,降解的動植物物質所含的氮,通過一系列的互利關係,形成植物營養素被吸收,而後再轉變為氣態,重歸大氣。學界之前普遍認為,植物是直接從大氣中吸收氮的。

但1837年,法國農業化學家讓·巴普斯迪特·布森戈證明這是錯誤的,還展示了植物從土壤中吸收氮的方式。氮從無機原料到有機化合物的同化過程是許多植物細胞的一個主要代謝活動。大體上說,草本植物主要在葉片中同化硝酸鹽,而許多的木本和灌木在根部同化這些硝酸鹽。在單一的物種中,硝酸鹽同化的位置通常取決於硝酸鹽的供給量:當硝酸鹽豐富時,葉片是主要的同化部位。

但當硝酸鹽供應受限時,根成了主要的同化部位。經過植物氮同化過程等一系列複雜操作,把土壤和葉面無機氮的可用性,與植物對於合成各種含氮化合物的需求聯繫在一起。「在廣袤的大地上,並非每一寸都是沃土,不少地方是沙石荒地、高寒坡地和營養元素長期缺乏的水域等,各種嚴苛貧瘠的環境為植物的生存設置了重重障礙。」

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植物科普專家秋西認為,迫於生存壓力,食蟲植物以各自的方式,不約而同地走上了捕食動物的逆襲之路。需要指出的是,食蟲植物並不是單一的物種,而是指能夠捕獵並且消化吸收一些昆蟲和節肢動物的植物類群,雖被籠統地稱作「食蟲植物」,都擁有捕蟲這一共同技能,但在親緣關係上卻相差很遠,分別來自10個科17個屬,共有600~750種。

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