星期六, 8月 06, 2011

進化論七: 靜態默動者的至極演化(下)

達爾文除了對蘭花著迷之外, 對某種植物都十分有興趣. 曾寫過跟物種起源比, 他更關心茅膏菜. 這是一種球狀而頂端有像露珠的葉子的植物. 達爾文把蒼蠅放在茅膏菜的葉子上, 葉子很快便合上. 接著, 達爾文把生肉和蛋黃作同樣的嘗試, 卻沒有反應, 這是令他驚訝的原因. 經過一番研究, 並擴展到其他和茅膏菜同類的物種, 把他的觀察紀錄及實驗結果寫成《食蟲植物》一書, 於1875年出版.
食蟲植物是另一種演化至極的生物, 集速度, 力學, 設計及氣味於一身. 達爾文在《食蟲植物》書中對捕蠅草有細膩的描寫: 鮮紅色長得像花的東西, 傳出花蜜的香味, 吸引昆蟲停留在像花的東西上. 當昆蟲吸了一啖花蜜後, 究然間這個像花的東西緊緊閉合起來, 其敏捷度和力量, 令人讚嘆. 捕蠅草以十分之一秒的速度合上葉子. 合上葉子後, 捕蠅草會分泌出分解獵物的酶進行消化. 而鋸齒形的葉子猶如籠子般困著獵物以防逃脫. 經過一個星期多些後葉子會打開, 等候另一隻獵物.
現代生物學家能夠利用細胞與DNA的科技去解釋食蟲植物如何狩獵, 用餐以及消化. 當獵物走到捕蠅草的葉子上時, 會刺激到葉子上微小的細毛產生電荷, 令電荷在葉子的組織內升高. 當獵物觸動到第二條細毛後, 令到葉子內的電荷進一步升高, 令葉子突然合上.
另一種食蟲植物, 狸藻則以吸入式陷阱來狩獵. 這種水生植物的根部佈滿像氣球的陷阱, 細小的氣泡把水擠出去, 以一個瓣閥封著陷阱口, 防止水流入並降低壓力. 當獵物觸碰了陷阱的觸鬚, 就會把陷阱打開, 連水一起把動物捕捉進去, 從五百分之一秒間, 瓣閥再次關上把獵物困著. 同時, 陷阱壁裡的腺體會排出水並且消化昆蟲, 吸取其養分.
美國麻省中部的森林裡的沼澤, 繁殖著另一種食蟲植物------豬籠草. 這種草的葉子呈一個有蓋的花瓶, 長達三分之一公尺, 足以捕捉青蛙, 甚至老鼠. 葉子內壁擁有蠟質, 用以保護葉子不被自己從消化腺分秘的消化液浸蝕, 亦令昆蟲容易滑入消化液中. 有蓋的葉子口上佈滿花蜜, 當昆蟲吸食花蜜時, 牠便被滑滑的葉口滑倒跌入葉子中, 這些黏性的消化液把昆蟲緊緊黏著, 令其掙扎力盡溺斃其中.
食蟲植物腺體所產生的酶, 其強度足以消化昆蟲堅硬的身體以吸取養分. 不過, 也有借外力以助消化的食蟲植物. 生在北美洲酸沼及劣質土裡的紫瓶子, 瓶子狀的葉子裡還滋生著其他生物, 孑孓, 細菌等, 用以把獵物消化, 最後由紫瓶子吸收, 這是植物學家所說的反饋迴路.
環境使然, 令到植物喜愛吃肉. 大多食蟲植物都生長在貧瘠土地或酸度極高的沼澤處. 那些地方缺乏植物所需的氮和磷, 為了補充養分, 植物演化出食肉功能. 可是演化成以便捕捉動物的同時, 牠們對光合作用並沒有效率, 這是天擇的代價. 比較肉食植物與其他植物的DNA, 學者們發現牠們都是遠親. 在不同的情況下獨立而成的物種, 卻有著幾乎長得一樣的外形, 出自不同的始祖. 好似熱帶豬籠草屬植物與北美瓶子草屬植物, 都是以瓶狀葉子捕捉獵物, 但卻不是同祖.
另一個發現, 是植物都是從簡單的捕捉技巧發展到複雜的捕獵系統. 好似捕蠅草及蠅葉草, 牠們從共同祖先演化過來, 但蠅葉草只是簡單的被動式陷阱. 而捕蠅草己發展到會捲起葉子牢牢捉著獵物的精良版本. 姑勿論那種食蟲植物, 為了在惡劣環境能壯茁成長, 捕獵昆蟲為補充養分, 這是演化的奇妙之處, 亦是我們望塵莫及的地方.

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