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。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。

中文名

食虫植物

别名

食肉植物

拉丁学名

Carnivorous Plants

植物界

被子植物门

唇形目

双钩叶科

花柱草属

分布区域

美国东南部

生长环境

土壤贫瘠,缺少氮元素的地区

物种简介

捕蝇草

具有捕食昆虫能力的植物称之为食虫植物。食虫植物一般具备引诱、捕捉、消化昆虫,吸收昆虫营养的能力,甚至是一些蛙类、小蜥蜴、小鸟等小动物,所以也称为食肉植物。

食虫植物不仅可以当作观赏植物,也可以用来捕捉苍蝇、蚊子等害虫。

在瑞士、丹麦等国家还用捕虫堇来做奶酪,将它的叶片放进桶里,然后装满牛奶,牛奶便凝固成为奶酪。

亦有不少国家在大面积利用食虫真菌来防治各种作物的线虫病,已取得很大进展。

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。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。[1]

形态特征

食虫植物的根、茎、叶和花,与其他植物并没有特别不同的地方。那么它们又是怎样捕捉和摄食昆虫的呢?奥秘在于“捕虫器”上。“捕虫器”是这种植物的叶的变态,形式多种多样。捕虫器能够捕虫,还有一点是在于它能分泌一种胶性很大的液汁,昆虫一旦碰上,粘在上面再也休想逃脱。这种液汁里含有胺类物质,对昆虫有强烈的麻醉力,可以使昆虫昏迷无力而无法挣脱羁绊。昆虫被捉住以后,捕虫器内的腺体还会分泌出消化液,它含有分解蛋白质的蛋白酶,使虫子被消化解体,从而被植物“吃”掉。

食虫,只是食虫植物营养的补充来源,因为它们有根、茎、叶,可以靠自己制造养料而生活下去。既然这样,它们为什么又要捕虫吃呢?原来这种植物生活在缺氮的贫瘠环境里,经过长期演化,形成了用来捕虫而特化了的叶片——捕虫器。

生长繁殖

虽然各种食虫植物需要的光照强度、空气湿度、土壤含水量等各不相同,但种植它们也有共通之处。

所有的食虫植物都必须使用软水浇灌,如雨水、蒸馏水、反渗透去离子水等。自来水中含有大量的矿物质(尤其是钙盐)。这些钙盐会沉积下来,从而杀死植物,所以不管是任何地区万不可使用自来水浇灌。这是因为多数的食虫植物都已适应了贫瘠的酸性土壤,所以它们都是极端的避钙植物(calcifuges)。因此它们对于土壤中的营养物十分的敏感。大部分的食虫植物都生存于沼泽中,几乎所有的都不耐干旱。当然也有例外:球根茅膏菜(tuberous sundews)需要渡过干燥的夏季休眠期,露松的生产环境则几乎比所有食虫植物的干燥。

主要种类

猪笼草科

食虫植物——猪笼草

是有名的热带食虫植物,原生种近90种,分布于热带与亚热带的广大地区,在中国分布于华南一带。猪笼草拥有一幅独特的吸取营养的器官——捕虫囊。捕虫囊是一种变态叶,囊中有腺体,可分泌密汁,引诱小虫进入并将其粘住,再分泌消化液将其消化。囊口有盖,可防雨水灌入。捕虫囊呈圆筒形,下半部稍膨大,因为形状像猪笼,故称猪笼草。在中国的产地海南又被称作雷公壶,意指它像酒壶。这类不从土壤等无机界直接摄取和制造维持生命所需营养物质,而依靠捕捉昆虫等小动物来谋生的植物被称为食虫植物。

瓶子草科

瓶子草属于瓶子草科瓶子草属植物,本属植物原产西欧、北美和墨西哥等地,是捕虫的能手,共有8种,但通过园艺学家的努力,已先后育出了许多杂交种。瓶子草的捕虫方法与猪笼草相仿。它的变态叶形似瓶子,顶端有盖,瓶状叶筒中能分泌粘液与消化液,将滑入其内的昆虫粘住并消化。

茅膏菜科

茅膏菜科茅膏菜属多年生草本植物,又名捕虫草,是食虫植物中种类最多,分布最广的族群,同属约有1000多种,中国有6种。茅膏菜叶片圆形,边缘密生腺毛,可分泌粘液,当小虫落上叶面时,即被粘住。腺毛极为敏感,有一物一触,即向内和向下运动,将虫紧压于叶面,当小虫逐渐消化后,腺毛即恢复原状。茅膏菜亦有治疗疮毒、瘰病的药物功效。茅膏菜花白色或带红色,总状花序。喜欢生长在水边湿地或湿草甸中,在长白山广有分布。

狸藻科

水中的食虫植物当推狸藻科的种类,黄花狸藻除花序外都沉于水中,叶器上有卵球状捕虫囊,可捕捉水中微小的虫体或浮游动物。夏秋季花序伸出水面开出黄色唇形花。

腺毛草科

食虫植物——狸藻

腺毛草科是有一属—腺毛草属共6种,分布在澳大利亚西北和新几内亚岛南部,也被翻译成紫珠柴科或“二型腺毛科”,都是食虫植物,由于叶面覆盖黏液,在阳光下反射色彩,也被称为“彩虹草”,被世界各地引种为盆栽观赏植物。本科植物根系不发达,线形的叶面有分泌黏液的毛,小虫粘上后气孔会被堵塞窒息而亡,但腺毛草的叶和上面的毛并不会移动,毛上还能分泌消化液,直接将被捕的虫消化吸收。本科植物的花从叶轴上生出,花瓣5,果实为蒴果,成熟后弹出种子,大部分生长在贫瘠的、季节性降水的干旱沙地或沼泽地。克朗奎斯特分类法将其分入蔷薇目,2003年根据基因亲缘关系分类的APGII分类法将其分入唇形目。

土瓶草科

土瓶草科只有一属—土瓶草属,一种——土瓶草。生长在澳大利亚西南部,是一种食虫植物。土瓶草生有两种叶子,一种和普通叶子一样可以进行光合作用,另一种为捕虫用的瓶罐形叶子,内有消化液,外面有一个盖子,防止雨水流入稀释消化液,盖子上有透明的斑点,类似蓝天的效果,以迷惑虫子。土瓶草以前被分到虎耳草科,属于蔷薇目,1998年根据基因亲缘关系分类的APG分类法将其单独列为一个科,放到酢浆草目下面。虽然土瓶草是食虫植物,但有一种澳大利亚特有的蝇子却将蛹放在土瓶草的瓶叶中孵化。土瓶草已经被世界各地作为栽培观赏植物引种。土瓶草如果在阳光直射下,颜色鲜艳;如果生长在光照充足的阴影中,则成为绿色。

其他

不仅种子植物中有食虫植物,在真菌这样的低等植物中也有食虫植物。如少孢节丛孢菌,它以菌丝形成菌网或菌技,在它们的表面上分泌出一种粘液可以粘住线虫,然后又用菌丝侵入线虫的身体里面,吸食线虫体内的营养。食虫真菌约有50多种,它们主要以捕食线虫、轮虫、纤毛虫、草履虫、变形虫等原生动物为生。

特殊种类

茅膏菜

汶莱的热带雨林中有一种新的食虫植物,它非常地挑食,只捕食一种昆虫——白蚁。这种特别的食虫植物外型类似较常见的猪笼草,学名是Nepenthesalbomarginata,属於猪笼草科。此种植物属於较低地的品种,十分常见於马来半岛、婆罗洲、苏门达腊半岛的海岸边或岩石上。笼子有著灰白或深红的底色及红色的斑点,笼子十分细长,瓶口有一圈白色的细毛,叶子呈暗红色偏紫。这种食虫植物特别的地方有两点,一是它只捕食白蚁这种昆虫;二是它是第一个被发现会提供自己的组织来当作吸引猎物的诱饵。

这种食虫植物的笼子开口附近长有一圈白毛,而白蚁会将这些白毛剪断带回去当作建构巢穴的材料。如果有些白蚁在剪白毛的时候不小心,就会掉进它的笼子里了。虽然要让白蚁经过它的笼子是一件随机发生的事,但因为白蚁是一种社会性昆虫,不会单独一只地行动,所以一旦有白蚁经过,那就代表著是一大群白蚁经过,它轻易地就可以捕捉到一整笼的白蚁,可说是非常高投资报酬率的一项捕食行动。相较于其他没有特殊捕食计谋的食虫植物,可能在整个生命周期中(约六个月)所捕食到的昆虫,还远不如它一次的收获。

主要价值

一位以色列特拉维夫大学(Tel Aviv University)的研究员在2009年发表的一项研究成果表明,食虫植物的分泌物中含有抗真菌的化合物。对这类化合物于已具有广泛抗药性的真菌感染依然有效。这将是抗真菌药物研发的一个新方向。

植物文化

捕虫堇

英国一位毕生研究食虫植物的权威艾得里安·斯莱克在他的专著《食肉植物》中指出,这些植物的叶子变得非常奇特,有的象瓶子,有的象小口袋或蚌壳,也有的叶子上长满腺毛,能分泌出各种物质来消化虫子体,它们通常捕食蚊蝇类的小虫子,但有时也能“吃”掉象蜻蜓一样的大昆虫。这些食肉植物大多数生长在经常被雨水冲洗和缺少矿物质的地带,由於这些地区的土壤呈酸性,缺乏氮素营养,因此植物根部的吸收作用不大,为了满足生存的需要,它们经历了漫长的演化过程,变成了一类能吃动物的植物。

艾得里安·斯莱克强调,在迄今所知道的食肉植物中,还没有发现哪一种是象某些文章中所描述的那样:生有许多长长的枝条,行人如果不注意碰到,枝条就会紧紧地缠来,枝条上分泌出一种极粘的消化液,牢牢地把人粘住勒死,直到将人体中的营养吸收完为止。