植物隐藏着哪些进化论思想?
  • 来源:科普时报
  • 作者:胡利娟
  • 2019-07-30 15:11

2019年北京世界园艺博览会期间,北京大学出版社策划了一期主题为植物与进化的分享会。北京植物园科普中心主任、高级工程师王康受邀讲述了“生活中的进化论——植物的智慧,达尔文的思想”。





图1:达尔文被捕蝇草的迅捷捕猎速度和一击必杀的力度而震惊,将其描绘为“世界上最奇妙的植物”。捕蝇草的捕食机制极其独特,只围困体型较大的猎物,从而达到节省能量的目的。达尔文认为,这是捕蝇草的一种进化适应。
图2:好望角茅膏菜生长在南非,它比捕蝇草的功效更好,因为它上面有黏性触须覆盖,可伺机捕获降落在它上面的昆虫。
图3:劳氏捕虫堇长满胶黏的绒毛,能困住昆虫的脚步,直到消化液开始工作。
图4:食虫植物(insectivorous plants),是指能够诱捕昆虫或其他小动物,并能够分泌消化液将其消化以补充自身养分的植物。其典型的代表如猪笼草和捕蝇草等。据称有些这类植物甚至具有诱捕蛙类、蜥蜴和鸟的能力。目前发现并确定具有食虫性的植物已有600种以上。
图5:眼镜蛇瓶子草的瓶口附近有许多蜜腺,能分泌出含有果糖的汁液。然而这个汁液并不是美食,而是危险的“毒酒”!当昆虫食用了这种毒液,便会神智不清,或是麻痹,甚至死亡。

2019年是达尔文诞辰210周年。在生物学发展到分子水平的今天,达尔文的进化论思想仍然是科学家阐释的对象。尤其是《物种起源》,100多年来,它几乎在科学、社会和人文的所有领域均施展有形或无形的影响。

不过,《物种起源》毕竟是达尔文系统阐述生物进化理论最早期的著作,此后他还写了一系列书对《物种起源》中不够充分的内容、论据作更为详实的“补充说明”。

然而,在这些大量的作品中,阐释植物进化的部分总是容易被人忽视,与动物相比,植物属于“弱势群体”。

达尔文一生研究过许多植物,他最喜欢的植物是什么?

1860年夏天,达尔文发现一种叫圆叶茅膏菜的植物竟然具有捕捉昆虫的神奇能力。他大为震惊,并由此对这种植物捕捉动物的现象产生了极其浓厚的兴趣。他曾表达过,“与世界上所有物种的起源相比,我更关心茅膏菜的起源”。

王康也表示,在达尔文这些植物进化的著作中,《食虫植物》格外吸引人。达尔文对大量食虫植物做了观察和实验,详细描述了它们的形态和运动特征,尤其在植物生理学方面进行了很多探究,例如叶的热效应和敏感性、分泌液的消化能力、运动冲动的传导途径等。

食虫植物一般包括猪笼草类、瓶子草类、捕虫堇类、狸藻类、茅膏菜类。茅膏菜是食虫植物中的一个大类,它非常精致,叶片上长有腺毛,能分泌粘液,看上去就像挂满了露珠,晶莹剔透。于是,它就利用自己甜美的外形和花蜜吸引昆虫落在它们突出的腺毛上。一旦昆虫降落,茅膏菜便利用黏液把它粘住,每一根腺毛都开始向昆虫弯曲,将它团团围住。茅膏菜可以利用消化液分解昆虫的软组织。几天后,它才会重新张开,把昆虫的残骸抛入风中。

捕蝇草也十分有趣。叶的顶端长有一个酷似贝壳的捕虫夹,能分泌蜜汁,当昆虫闯入,能快速将其夹住,然后消化吸收。让王康惊叹的是,捕蝇草的触发机制非常精巧。构成捕虫夹的两片裂片内有6根触发陷阱的刺,这些刺并非每次被触动陷阱都会关闭,因为这样会消耗很多能量。刺至少连续碰到两根,陷阱才会关闭。

达尔文认为,食虫植物的行为是一种通过忽略那些不大可能是营养的刺激、以节约能量的适应性表现。有的具有陷阱式捕猎结构,有的则是通过分泌粘液来诱捕猎物。在他看来,这也是出于自然选择的压力,植物才会逐渐适应、进化到以多种方式来获取动物性营养,维持自身的生长和繁育。

“通过这些植物的独特行为,很多人觉得植物是有智慧的,但我并不认同。”王康强调说,植物的这些“智慧”是被迫产生的,是在生与死之间获得的一种适应,与人类的智识并不相同。


  • TEL:010-58884104
  • E-Mail:kepu@kepu.gov.cn
  • 如果您有任何意见或建议,请联系我们!
  • 版权所有:中国科普网
  • 京ICP备05022684号-3
  • 网站标识码:bm06000004