另類植物的幸福生活

董棟

在我們的印象中，植物似乎是自然界永遠的弱者，活著時是各類動物的食物，連尸體都會被蚯蚓、真菌等生物吃干抹凈，死無全尸。但你知道嗎？植物界也有一些“另類”，它們與被捕食的同類完全不同，過上了另一種幸福生活。

植物中的肉食者

大部分的植物都是天生地養(yǎng)的，利用太陽能，吸收空氣中的二氧化碳，轉化成有機物，再從土壤中吸取水分和無機鹽，這樣就能滿足自身的生存需求了?？墒怯行┲参锍錾鷷r就選錯了地方，它們生活在沼澤、濕地等處，在這里生活是不缺水了，卻得不到足夠的氮素類無機鹽。無奈之下，它們打開了“被封印”的肉食基因，成為了食肉植物，通過捕食昆蟲補充缺乏的氮素。

植物學家迄今已經發(fā)現了10個科、約630種食肉植物，它們有著不同的捕食策略。我們最熟悉的豬籠草使用的捕蟲裝置是漏斗狀的葉子。豬籠草的捕蟲籠懸吊在葉梗末端，上面有半開的蓋子，能防止雨水進入。捕蟲籠附近生有蜜腺，能分泌蜜汁，發(fā)出芳香的氣味，引誘著各種路過的小蟲子。當昆蟲受到吸引而靠近袋口吸食花蜜時，很容易就會順著光滑內卷的邊緣跌進“陷阱”，淹死在袋中的液體里，變成豬籠草的美餐。土瓶草、瓶子草等也用著相似的捕蟲籠。

另一種食肉植物——茅膏菜使用的是“捕蠅粘”。茅膏菜長著許多針狀葉片，每根葉片上都附著著許多顆晶瑩的“露珠”，靠著鮮亮的色彩和甜美的花蜜吸引著昆蟲。當昆蟲降落在葉片上，晶瑩的“露珠”即腺體分泌的強力黏液就會粘住昆蟲，然后每一根葉子都開始向昆蟲彎曲，把它團團包住，接著茅膏菜便開始分泌消化液分解昆蟲的軟組織。幾天后，它們的“嘴巴”會再次張開，把昆蟲的殘骸拋入風中。彩虹草、粘蟲草等都擁有同款“捕蠅粘”。

貍藻的捕食策略應該算是最“智能”的了。生活在水里的貍藻也有一個小小的“捕蟲囊”，不過這個“袋子”平時隱藏得很好，看上去就像一片普通的葉子。貍藻的“捕蟲囊”旁邊長著四根纖毛，還有一些能分泌出甜液的小管子。當小蟲子被吸引到“捕蟲囊”附近時，一旦觸碰到纖毛，“捕蟲囊”就會向里面開口，同時原本半癟的捕蟲囊會迅速鼓起，形成一股強大的吸力，將囊口的水流連同獵物一起吸入囊中，并迅速關上“蓋子”，而整個過程只需約百分之一秒。

雖然不同的食肉植物用著不同的策略，但其實它們的基因變化是非常相似的。德國維爾茨堡大學的生物學家約爾格·舒爾茨及其團隊對三種食肉植物——捕蠅草、貉藻和茅膏菜進行了基因測序，發(fā)現它們都經歷了至少三次相似的基因突變，讓它們獲得了食肉的能力。第一次基因突變發(fā)生在約7000萬年前，使得葉子開始進化成“捕蟲裝置”;第二次的基因突變讓食肉植物失去了根的部分功能，它們不再需要從土壤中獲取無機鹽;第三次基因突變很重要，食肉植物從此獲得了消化和吸收獵物養(yǎng)分所需的酶。正是有了這樣的基因突變，我們今天才看到了這些奇特的食肉植物。

植物中的“寄生蟲”

同樣是選擇了錯誤的生存之地，不同的植物有不同的選擇，有的選擇了自力更生，捕食昆蟲，有的卻選了不那么“光彩”的方式，偷取或騙取別人的勞動成果。

有些植物由于缺少足夠的葉綠體，根系或葉片器官退化而無法進行光合作用，為了生存，它們必須依附他人，我們把這些植物叫作寄生植物。寄生植物并不少，目前已發(fā)現約4500種寄生植物，約占開花植物總數的1%。其中，最“無恥”也是最成功的寄生植物當數大王花，它靠著“偷盜”開成了世界上最大的花。

大王花完全舍棄了根莖葉，人們只能看到一朵巨大的花。據記載，植物學家曾在印度尼西亞的熱帶叢林中發(fā)現了一朵直徑達90多厘米、重達7千克左右的大王花，而這朵大王花長到這么大，正是靠著吸器。當大王花的種子在寄主植物的莖上萌發(fā)時，與寄主接觸部位的細胞會出現一系列的變化：快速分裂、數量增加、細胞質增多、體積變大，最終發(fā)育成了一個新器官——吸器。

吸器通過機械壓力和酶解過程穿透寄主的表皮細胞深入皮質層，并直接與寄主運送水分及無機鹽的導管和運輸有機物的篩管相接。這條多余的“管道”將寄主的營養(yǎng)物質轉運到大王花的體內，供自己的花朵萌發(fā)所需。在數個吸器的支持下，從寄主身上生出的大王花花蕾最終將綻開五六枚肥厚的、有白色斑點的紅色花瓣，并開始傳宗接代，繼續(xù)“罪惡”的生涯。

不過，靠“偷盜”維生也是很艱難的。從種子萌發(fā)到長出芽苞，一般至少需要4年時間，從芽苞到開花，也需要幾個月時間。在這期間，大王花很大幾率會遭受昆蟲的啃食或被人為破壞，再加上它們本身就很容易夭折，也沒有什么自我防御措施，所以能歷經多年撐到開花的大王花，寥寥無幾。

除了生來只為寄生的大王花外，還有一些寄生植物是“半道出家”的，比如菟絲子。菟絲子的種子落到地面后，在合適的情況下獨立萌發(fā)，完全依靠胚乳中的營養(yǎng)生長出纖細的莖。這些莖將日夜不停地四處搜尋合適的寄主植物。它需要在五至十天之內找到寄主，纏繞在寄主身上，長出特異化的肉刺來戳入寄主身體，吸取養(yǎng)分，才能繼續(xù)生存。之后菟絲子的根就會慢慢退化，成為一株只靠“偷取”養(yǎng)分生存的植物。

另外一些“狡猾”的植物則靠“騙取”真菌的養(yǎng)分生存，比如我們熟悉的中藥——天麻。天麻屬于蘭科，蘭科植物的根一般都比較短粗，沒有根毛，從土壤吸收無機物的能力很弱，所以它們常常與真菌共生，真菌為其提供無機營養(yǎng)，其也為真菌提供有機物。但是天麻不一樣，它無根也無葉，不僅不能進行光合作用制造營養(yǎng)，最后還要“反噬”共生的真菌。

天麻在萌芽時需要依靠一種叫紫萁小菇的真菌。在紫萁小菇的幫助下，天麻才能順利地萌發(fā)。在萌發(fā)之后，會有一種叫作蜜環(huán)菌的真菌來與天麻共生。蜜環(huán)菌找到天麻時，它的菌絲會入侵天麻塊莖，以開始互惠互利的共生生活，但此時天麻就開始“翻臉不認人”了。天麻體內含有一種抗真菌蛋白，這種蛋白能聚集在塊莖的表皮細胞中，對蜜環(huán)菌的侵染產生強烈的抑制作用。

你以為天麻是在拒絕與蜜環(huán)菌共生，準備自力更生嗎？并不是，當菌絲進一步向塊莖侵入時，天麻塊莖細胞還會分泌一種溶菌酶，將蜜環(huán)菌的菌絲體溶解，使菌絲中的大量營養(yǎng)成分釋放出來，供天麻生長需要。也就是說，天麻完全不想與蜜環(huán)菌互惠互利，只是想將蜜環(huán)菌“吃干抹凈”！不過，天麻的“背叛”生活也是有風險的，一旦環(huán)境中的濕度過高，蜜環(huán)菌就會大量生長，而天麻沒辦法給蜜環(huán)菌提供養(yǎng)分，也來不及完全消化它，最后被反噬的就是天麻了。

除了天麻，還有一些植物靠“欺騙”真菌生存，比如“弱不禁風”又“面色慘白”的水晶蘭、長得低矮而“丑陋”的霉草、數量稀少到絕無僅有的中華白玉簪等。這些依靠真菌生存的植物均有嬌小柔弱和數量稀少的特點，這與它們很難找到“愿意”被騙的真菌，且真菌能提供的養(yǎng)分有限有關。

看來，植物也不都是甘于自力更生又無私奉獻的“孺子?！卑?，有些植物過著別樣的精彩生活。

（誼人摘自《大科技》2021年第1期）