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食肉植物——进攻!就是最好的防守

在过去的100多年里,以昆虫、小型脊椎动物为食的植物一直令生物学家着迷。

真正的食肉植物被认为在五个不同的开花植物目中独立进化了至少12次,有十多个属。这一分类包括至少600个物种,它们会吸引、诱捕和杀死猎物,吸收由此产生的可用养分。

植物是如何进化出捕捉和吃掉活猎物的能力呢?这在很大程度上仍是一个谜。

现在,科学家们迈出了一步:在分子水平上研究了几种食肉植物后,发现有证据表明——捕虫是从植物用来自卫的机制进化而来的。

比如,生活在我国南方地区的小毛毡苔(Drosera spatulata)这样的植物,它们的叶子的有粘性的触手,用来吸引、捕捉苍蝇和其他昆虫。

我们知道很多植物都会防御虫咬,但不会食用虫子,那么毛毡苔是怎么做到的?

绝大部分非肉食性植物,在被虫子吃的时候,都会防御——释放一种名为茉莉酸的物质以击退有害昆虫,在这种防御机制里,钙信号发挥着重要的作用。

在这项新研究中(2022年7月11日发表的),科学家们应用遗传分析工具研究了食虫植物。研究描绘了当昆虫猎物落在叶子上,并被粘性分泌物捕获时,食肉植物叶子中钙分子的动态变化。

研究小组发现,当叶子响应活猎物的触碰,向内弯曲,将昆虫困在消化液中时,植物细胞内钙的变化是激活茉莉酸靶向基因所必需的。当研究者切断了叶片的钙通道时,它们就不会抓虫子了。

研究推断,钙参与并加剧茉莉酸反应,类似于非食肉植物对害虫的防御反应,这证明了毛毡苔的食肉行为很可能是一种在进化中升级了的防御手段。

说白了,食虫植物觉得进攻才是最好的防守,与其被吃,不如吃了敌人!

肉食性植物是很值得研究的,因为它们适应在贫瘠、营养不良的地方生长,如酸性土壤,它们自己抓虫子补氮肥。

如果我们能够更多地了解这些食虫植物是如何进化的,那么也许,我们在未来可以通过改变普通植物钙分子的流通方式,从而开发出能够自己抓虫的农作物,以便其在更恶劣条件下生存。

想象一下,不需要打药的日子。那些不得不和虫害作斗争的大白菜、水稻等等等,进行基因改造后可以像捕蝇草、毛毡苔等植物一样去自己抓虫子吃,啧啧啧,连肥料都省了。

植物大战僵尸中的挥拳白菜、豌豆射手,在现实的未来版本中或许真的能够上演,转守为攻,进击的韭菜,想想就有趣!

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