本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
“GenliseaLobata”。根据 CC BY-SA 3.0 许可通过 维基共享资源。
热带植物Genlisea 是一种微小的、朴素的莲座丛，由简单的绿叶组成。如果你挖出它的“根”，你会发现看起来是一堆不起眼的长而苍白的地下“根”。但实际上它们不是根，而是死亡陷阱。
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食虫植物以其惊人的动物捕捉和移动能力、鲜艳的色彩和独特的陷阱而闻名世界。科学已知的 450 种食肉植物通常生活在贫瘠的土壤中，这些土壤缺乏氮、磷和其他矿物质。事实证明，动物是这些重要营养素的极佳来源。
Genlisea 也不例外——它生活在南美洲和热带非洲的白色沙地和潮湿的岩石露头中。但它看起来不像典型的“食肉植物”，也不捕捉昆虫。相反，Genlisea 和少数但数量不断增长的其他植物，正被科学家发现专门捕食小得多的猎物。
Genlisea 的“根”实际上是高度变异的叶子，它们缺乏叶绿素，或者几乎没有任何其他线索表明它们曾经是叶子。这种植物也没有真正的根。相反，这些叶子履行了根的职责。它们并非像其他正直的植物那样，借助真菌从土壤中吸收养分。它们通过沿着特殊的叶子诱捕、捕捉和杀死猎物来实现这一目的。
a) 绿色的叶片莲座丛和一大束充当陷阱的根状地下叶片。b) 单个 Ginlisea 陷阱，吸引了原生动物。照片和改编的标题来自 Barthlott 等人 1998 年的图 1a 和 b。点击图片链接。
每片变异的叶子靠近植物的一端是实心的，但当它向下进入土壤时，它会变成空心的，然后在 Y 形交汇处分叉。螺旋形的分叉内部只有 200 微米宽，并且覆盖着一系列陷阱。但是，这些陷阱进化出来要捕捉的东西必定非常微小。开口是狭缝，仅有 400 微米宽、180 微米长。在陷阱的开口处，排列着指向植物内部的毛发，仿佛是为了防止任何不幸进入其中的东西逃脱。还有许多腺体。
在用草履虫原生生物喂食后，Genlisea “根”管内部的扫描电子显微照片。可见被捕获的草履虫；成排的长毛阻止了逃脱。照片和改编的标题来自 Barthlott 等人 1998 年的图 1c。点击图片链接。
自 19 世纪中叶以来，人们就认为这种植物可能是食肉的，而那些可疑的狭缝就是陷阱。但内部很少发现昆虫残骸。无论如何，很少有昆虫能够进入内部。这留下了一个令人惊讶的可能性：Genlisea 设置陷阱来捕捉被称为原生生物的单细胞微生物。
在对 Genlisea 植物和来自同一栖息地的其他植物的测试中，鞭毛虫 Blepharisma americana ——之所以选择它，是因为它与这些植物生活在大致相同的栖息地，并且是容易发现的红色阴影——在实验开始几分钟后就被吸引到 Genlisea 的陷阱中并进入其中。它们对来自同一栖息地的植物没有表现出类似的好奇心。一种化学引诱剂从陷阱中分泌出来，可能是通过腺体，并且似乎也存在消化酶。放射性硫最终进入了植物体内，此时距离植物暴露于放射性标记的纤毛虫已经过去了两天。当科学家们观察西非象牙海岸的野生 Genlisea 的陷阱内部时，九种不同的纤毛虫和各种其他原生生物被“大量”捕获。
但事实证明，Genlisea 可能不是唯一以原生生物为食的植物。另一种似乎也这样做的是更奇怪的植物。那就是非常奇特的紫红色蠕虫状地钱，Pleurozia purpurea。
“Pleurozia purpurea36373 580 360”，作者：Matt von Konrat Ph.D - 世界数字图书馆 (eol.org)。根据 CC BY 3.0 许可通过 维基共享资源。
地钱本身就是奇异而有趣的植物。与苔藓和角苔一起，这些植物比任何其他陆地植物都更早达到现在的形态。它们保留了从绿藻祖先那里继承来的许多祖先特征，例如游动精子、孢子和相对简单的身体结构，而大多数其他陆地植物早已失去了这些特征。
但它们也添加了一些新特征：它们的生殖结构可以达到任何植物的标准，显得非常华丽。地钱 Marchantia 制造了三种这样的结构——产生卵的迷你雌性棕榈树、制造精子的雄性钉子和包含无性生殖组织包的飞溅杯，这些组织包通过迷路的雨滴被发射到更绿色的牧场。其他地钱的生殖结构并没有那么古怪，但你明白了其中的意思。此外，Pleurozia 在地钱中是独一无二的，因为它呈栗色；大多数是沉静的绿色。因此，一种以猎物为食的红色地钱似乎是一个特别令人愉悦的小包裹。
Pleurozia 也制造陷阱，而这些陷阱似乎是从相当于蓄水池的东西进化而来的。在其他几个地钱谱系中也发现了这些小囊，它们通常用于储水。它们通常没有盖子。但在 Pleurozia 和另一个名为 Colura 的属中，它们具有透明的铰链盖。Pleurozia 陷阱的盖子仅向内打开，并且比它们阻挡的开口更大，以防止它们向外摆动。一旦有东西滑过单向门，就无法逃脱。它们看起来非常像开花植物 狸藻，世界上移动速度最快的食肉植物的昆虫陷阱
但是这些陷阱不可能容纳像您在本视频中看到的甲壳类动物。Pleurozia 陷阱的开口仅有 300 微米宽。大多数动物根本无法进入这么小的孔洞。因此，科学家们怀疑这种植物也可能是为了捕捉原生生物。
为了验证他们的假设，最初探索这种可能性的科学家使用了与测试 Genlisea 的团队相同的纤毛虫原生生物——Blepharisma americana。当科学家们将一小枝 Pleurozia 添加到他们的纤毛虫培养物中时，大多数原生生物都慢慢地移动到植物旁边去查看。
实验开始时 (13,14) 和 30 分钟后 (15,16) 的 Blepharisma americana 分布。原生动物已用点标记，以便更好地观察。照片和改编的标题来自 Hess 等人 2005 年的图 13-18。点击图片链接。
30 分钟后，86% 的水囊中都含有纤毛虫。一个水囊捕获了 11 个。几个小时后，这些水囊里塞满了多达 16 个 Blepharismas。没有一个纤毛虫逃脱。
与 Genlisea 不同，Pleurozia 似乎没有分泌化学引诱剂或消化酶的腺体。这些陷阱的“诱饵”可能是植物表面自然存在的细菌群落。在其他实验中，观察到 Blepharisma americana 通过在植物周围“像吸尘器一样”移动来摄食细菌，并且在扫描电子显微照片中经常看到地钱表面存在细菌。
这些实验中最令人惊奇的或许是在圈养和野外植物的地钱陷阱中出现的各种生物：涡虫、轮虫、线虫、鞭毛原生生物、变形虫、桡足类甲壳动物、水熊虫和螨虫。这些囊通常也显得充满了污垢，科学家们将其解释为陷阱中捕获的生物的腐烂残骸。
不幸的是，科学家们没有像 Genlisea 团队那样，通过将来自与 Pleurozia 同一栖息地的其他植物放入装有微生物的培养皿中，来观察它们是否同样具有吸引力，从而为他们的实验提供对照。同样，与 Genlisea 的实验不同，科学家们没有用可追踪的放射性硫同位素标记他们的 Blepharisma，因此无法确定被困不幸者所含的营养物质是否真的被 Pleurozia 吸收和利用。
因此，他们得出结论，我们只能称这些植物为食动物性的，而不是食肉性的，因为我们不能 100% 确定它们实际上是在吃掉它们捕获的东西。作者认为，即使植物不产生消化酶，这也几乎是不可避免的。被捕获的小动物会借助细菌死亡和腐烂；已故的原生生物实际上会爆炸（由于它们的伸缩泡关闭，当伸缩泡运行时，就像舱底泵一样，不断排出由于渗透作用而不断吸收的水），并真正将其内脏溢出到陷阱中。营养物质就放在那里供人吸收，即使是被动吸收。尽管如此，我们在这里拥有的只是南方口音浓重的检察官喜欢称之为强有力的间接证据。
虽然聚光灯下的维纳斯捕蝇草抢走了所有耸人听闻的荣耀，但像这两种植物这样的低调食肉植物却悄悄地在微小或地下的腔室中捕获原生生物和动物，而且可能还有更多物种这样做尚未被发现。但是，专注于小型猎物而不是大型猎物可能会提供优势：虽然野生 Genlisea 和 Pleurozia 的原生生物陷阱中挤满了受害者，但在野外观察到捕虫堇、茅膏菜和维纳斯捕蝇草的昆虫陷阱中实际含有苍蝇的情况却很少见。也许重要的不是猎物的大小，而是捕获量的大小。
参考文献
Hess S., Frahm, J.,. & Inge Theisen (2005). Evidence of Zoophagy in a Second Liverwort Species, Pleurozia purpurea, The Bryologist, 108 (2) 212-218. DOI: http://dx.doi.org/10.1639/6
Barthlott W., Porembski S., Fischer E. & Gemmel B. (1998). First Protozoa-trapping Plant Found, Nature, 392 (447) 447. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/33037