达尔文预言成真!中国山区发现新型“食肉植物”:看似无害,实则致命

中国山区的森林中,生长着一种开着黄色小花的小型植物。它看起来毫无杀伤力,但在其鲜艳的外表下,这种名为“灯架虎耳草”(Saxifraga candelabrum)的植物却隐藏着一个嗜血的秘密。

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这种植物属于食肉植物,这意味着它能吸引、捕捉并消化昆虫猎物,从而吸收它们的养分。英国皇家植物园邱园(Royal Botanic Gardens, Kew)的植物学家马克·蔡斯(Mark Chase,未参与这项研究)表示,通过长期的观察、基因分析以及给植物喂食果蝇的实验,科学家们“竭尽全力”证明了这种植物对肉类有着隐藏的喜好。

蔡斯指出:“大多数论文只涉及食肉特性的两三个方面,而这项研究却涵盖了所有内容,从野外观察到实验室的同位素分析和基因组学研究,面面俱到。”

这一发现支持了进化生物学之父查尔斯·达尔文(Charles Darwin)在 150 年前提出的一项假设。达尔文在 1875 年曾预测,虎耳草属(Saxifraga)的部分成员可能具有食肉性。虽然他预测的物种与灯架虎耳草有所不同,但它们的表面都长有微小的毛发。达尔文正是基于这些毛发做出了预测,而灯架虎耳草正是利用这些毛发来捕捉昆虫的。

论文第一作者、中国科学院昆明植物研究所植物学家孙航(Hang Sun)表示,大多数其他食肉植物都拥有“高度专业化的捕虫结构”。这种植物微小且带粘性的捕虫装置,为食肉植物的运作方式提供了一个全新范例。

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他说:“灯架虎耳草的发现提醒我们,自然界中可能还存在许多不起眼的食肉植物,或者具有部分食肉特征的植物。”

研究人员在自然栖息地观察到灯架虎耳草捕获昆虫后,分析了其基因结构,发现它与其他食肉物种存在相似性。他们还向这些植物喂食了果蝇,并检测到一种能吸收昆虫氮元素的消化酶。该研究于周二发表在《自然-通讯》(Nature Communications)杂志上。

加拿大安大略省湖首大学(Lakehead University)的生物学家林乾石(Qianshi Lin,未直接参与研究,但在发表前对该研究进行了同行评审)表示,发现新的食肉物种“绝对不是每天都会发生的事”。上一次宣布发现食肉植物已经是将近五年前的事了。林乾石指出,从更广泛的层面理解这些植物的基因,对“未来的农业至关重要”,因为将食肉植物的某些基因转移到农作物中,可以提供一种天然的杀虫剂。

作者在研究中写道,植物“从猎物到捕食者的转变是一次惊人的适应性创新”。但植物究竟是如何进化出食肉特性的,目前仍是一个谜。蔡斯表示,在这个看似不起眼却暗藏杀机的植物世界里,解答这个问题将是下一步的研究方向。

编译自《科学美国人》,原文链接:点击阅读

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