化學(xué)武器
為了消化掉捕獲的昆蟲(chóng),食肉植物也在不斷學(xué)習中進(jìn)化成為天才化學(xué)家。它們會(huì )分泌出各種酶來(lái)消化獵物。唐雅解釋說(shuō),“昆蟲(chóng)就好比是小坦克。”昆蟲(chóng)類(lèi)似裝甲鋼板的外骨骼由較為堅硬的幾丁質(zhì)構成。幾丁質(zhì)擁有復雜的結構,可以抵抗大多數普通的酶。當豬籠草感覺(jué)到籠中有昆蟲(chóng)時(shí),首先會(huì )生產(chǎn)一種被稱(chēng)為“幾丁質(zhì)酶”的物質(zhì)。只有這種酶才可以化解昆蟲(chóng)的幾丁質(zhì)外殼。一旦將昆蟲(chóng)的外殼消化,豬籠草接著(zhù)釋放第二波酶。這些酶主要分為三類(lèi):蛋白酶用來(lái)分解蛋白質(zhì);脂肪酶用來(lái)分解脂肪;酯酶用來(lái)處理其它的化合物。
這種植物酶極為有效。這一發(fā)現令科學(xué)家迷惑不解,豬籠草究竟是如何獲得如此先進(jìn)的武器。唐雅介紹說(shuō),“這些酶看起來(lái)與其它植物用來(lái)防衛的酶很相似。非食肉植物常用它們防御和保護自己。”比如,植物常常需要抗御致病性真菌,如霉菌,而真菌通常擁有強健的細胞壁,其中的關(guān)鍵成分就是幾丁質(zhì)。真菌和昆蟲(chóng)都是采用幾丁質(zhì)作為它們外殼的成分,就是為了抗御化學(xué)武器。唐雅等科學(xué)家研究發(fā)現,豬籠草的祖先采用的一種防御性蛋白質(zhì),既然可以殺死真菌,就可能消化掉昆蟲(chóng)的外骨骼??茖W(xué)家們的研究成果發(fā)表于《分子生物學(xué)與進(jìn)化》期刊之上。
還有的研究發(fā)現,一些豬籠草會(huì )利用微生物為它們生產(chǎn)酶。美國哈佛大學(xué)博士生利奧諾拉-比特爾斯頓將婆羅洲的豬籠草與生長(cháng)于美國馬薩諸塞州哈佛森林中的食肉植物瓶子草進(jìn)行了對比研究。每一種食肉植物在其生命最初時(shí),其內部都是沒(méi)有微生物的。當籠子打開(kāi)時(shí),細菌、真菌等都會(huì )落入捕蟲(chóng)籠中的消化液中,并且在這種危險的液體中生存下來(lái)。與生活于人體內臟中微生物相似的是,有些微生物是可以幫助宿主從食物中吸收額外的營(yíng)養。
瓶子草
研究發(fā)現,生長(cháng)于哈佛森林中的瓶子草可能特別依賴(lài)共生的微生物幫助它們消化獵物。也就是說(shuō),在消化肉類(lèi)食物方面,它們自己的功勞遠遠沒(méi)有內部細菌的功勞大。利奧諾拉表示,“目前尚沒(méi)有證據證明瓶子草能夠生產(chǎn)自己的幾丁質(zhì)酶。”然而,細菌卻可以生產(chǎn)幾丁質(zhì)酶。因此,利奧諾拉的研究成果表明,微生物對瓶子草的健康起了很大的作用。
盡管熱帶食肉植物的生長(cháng)環(huán)境已被嚴重破壞,但科學(xué)家在婆羅洲和菲律賓等地仍然不斷發(fā)現新的食肉植物物種??_琳認為,“尤其是在山區,可能還有許多未發(fā)現的食肉植物物種。它們究竟有何特點(diǎn),目前沒(méi)人知道。”
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