作为经典的食肉植物,捕蝇草一直吸引着科学家的目光,因为其迥然不同的食性或许暗示着进化的新方向。科学家关心的问题包括:为什么捕蝇草可以生食肉类?它是如何完成全过程的呢?
这种草的叶子有一个神奇的功能——它们能从叶子边缘分泌蜜汁,因为那里有蜜腺。这些蜜汁可以诱使昆虫接近。猎物靠近后,捕蝇草首先需要感知猎物。在捕蝇草的顶部,有一个类似牡蛎的捉虫夹子,叶片边缘则长有一些不规则的所谓的“触须”。这些“触须”就像陷阱一般,当猎物不小心触碰到时,捕虫夹子里的钙离子就会迅速增多,捕蝇草内部就会产生强度不大的电脉冲。这种电脉冲会促使附近的腺体分泌大量的茉莉酸。这是一种原始的防御手段,不仅食肉植物有,在非食肉植物中也存在。而且科学家比较后发现,无论是食肉植物还是食素植物,这一部分的基因都类似。不过,接下来两类植物的应对行为却存在明显差异。当普通植物释放茉莉酸后,会进一步促使植物产生防御类毒素。某些植物还可以利用酶帮助分解昆虫和细菌,以此完成自我保护。不过,捕蝇草释放茉莉酸不仅为了防御,还代表一种进攻。
捕蝇草捕捉小虫的能力让人惊叹。不过,更让人好奇的是,捕蝇草是怎么区分猎物和杂物的呢?科学家发现,当杂物刺激捕蝇草时,捕蝇草首先会触发电信号,电荷会发生一定程度的聚集,但这种刺激没有大到让捕蝇草的叶片迅速合拢。可是遇到猎物就不一样了。当昆虫触碰捕蝇草时,捕蝇夹子感受到异样的信号。当昆虫发生二次触碰时,钙离子浓度升高,再次触发新的信号。捕蝇草接收信号后向指定叶片运输水,在水的作用下,叶子飞快地从外凸变成内凹,昆虫就被捕蝇草扣住了。实验表明,捕蝇草每一次合拢叶子,都是一个耗损大量能量的过程。如果不能巧妙且准确地区分猎物,那么反复闭合几次后,捕蝇草就会“筋疲力尽”,哪怕到时候猎物送上门,捕蝇草的叶片也无法闭合。
抓住猎物后,捕蝇草通过分泌茉莉酸,促使叶片上的众多腺体分泌足量的蛋白水解酶。这些蛋白水解酶起到的作用是将捕获的昆虫尽快分解掉。不多时,那些昆虫就变成汤汁,等待捕蝇草吸收。这 时,捕蝇草体内的一些基因被活化。研究者注意到,这些可以帮助捕蝇草获取昆虫身体的基因,与部分植物的根部基因极其类似。换言之,捕蝇草的叶片充当了根的作用。从另一个角度也可以说明,为何捕蝇草的叶子可以像植物的根系那样获取和运送养分。当然,捕蝇草也能进行光合作用,只是它的生活环境非常贫瘠,需要昆虫来补充营养。通常5~10天的消化,捕蝇草就能轻轻松松地把昆虫猎物的全部养分吸收一空。再次开放时,曾经完整的昆虫就只剩下空壳了。