捕蠅草
型態(tài)
捕蠅草屬于維管植物,擁有完整的根、莖、葉以及花朵和種子。最主要而且明顯的部分就是其變態(tài)葉,不但擁有捕食昆蟲的功能,外觀明顯的刺毛以及紅色的無柄腺部位,看起來就像是長著利牙的血盆大口。
根與莖
捕蠅草的根比較短而且不發(fā)達,主要的功能就是吸取水分。正常的莖也短小,連著葉柄并不明顯,不過在生長過程中地下會發(fā)育出鱗莖,這也是屬于演化過的一種變態(tài)莖。
葉
捕蠅草的葉片是由中心的部分長出,屬于輪生的葉子,呈蓮座狀以叢生的型態(tài)生長。中央長出來扁平狀或細線狀甚像翅膀形狀的是屬于葉柄的部分,原生種的葉柄是扁平的如葉片一般,因為反而像是葉子,所以也稱為假葉。葉柄的末端帶有一個捕蟲夾,這才是會捕捉昆蟲的葉子部分,整面分布有許多的無柄腺,一般呈紅色或是橘色,愈靠近葉緣的地方無柄腺就愈少,這部分是分泌消化液來分解昆蟲或吸收其養(yǎng)份的部位。葉緣長有齒狀的刺毛,刺毛的基部有分泌腺,會分泌出粘液,目的用于防止昆蟲掙脫以及葉瓣的黏合 。這種葉子擁有捉補昆蟲特殊的功能以及特殊的模樣,屬于變態(tài)葉中的“捕蟲葉”
因為葉子是由中央長出,所以越外層的葉子就會越老。捕蟲葉由中央分開,形似貝殼一樣為兩瓣的構造,長約2-3公分。葉片內(nèi)側一般的原生種為橙色、紅色或紫色,主要是因為消化腺體的色素(花青素)成分影響(光合作用時光線充足),也有些因為生長環(huán)境影響沒有色素產(chǎn)生,這時葉子就會比較接近黃綠色。兩瓣均等的葉片內(nèi)側長有數(shù)對(一般是三至五對)細小而且敏感的“感覺毛” 。
花
捕蠅草夏天會開出白色花朵
由初夏到盛夏是捕蠅草的開花時期,初期時會由長出花莖,每個花莖約有5-10個花苞,屬于標準的傘房花序,每日依序開出白色的花朵。原則上每株花只會開出一個花莖,但視其生長環(huán)境以及養(yǎng)份是否足夠,有時也有些會有兩個花莖。一般正常狀況之下大都為5片花瓣以及5花萼,偶爾也會有6花瓣的變異株。雄蕊約有十數(shù)根,中央會有一根雌蕊,擁有分叉狀的柱頭。
捕蠅草同株受粉的現(xiàn)象比較少,原因是因為當雄蕊的花藥長出花粉的時候,雌蕊的花柱是封閉的狀態(tài)。等到雄蕊開始向外側傾倒時,柱頭才會開放變成分叉狀,這時才是處于可能受粉的狀態(tài)。這類雄蕊先成熟后雌蕊才長成在植物界中相當常見,主要就是要避免同株受粉的情況。一般專業(yè)術語稱這種花為“ 雄蕊先熟花 ”( Protandrous flower ) 。
除了花莖以外,一般不會有向上長得較高大的部位,正常的莖短小不易發(fā)覺,葉柄與葉子又幾乎是貼地而長。這是食肉植物的一種特征。因為除了補食昆蟲吸取其養(yǎng)分以外,為了后代的延續(xù)也需要借助昆蟲協(xié)助傳粉,這也是屬于所謂的蟲媒花。所以必須將捕蟲葉和花兩個部分有所區(qū)分,可以說這是大自然給予他們的天然智慧。
捕食昆蟲
捕蠅草葉片消化完獵物后打開
捕蠅草具有捕食昆蟲的習性,一般這類植物稱之為“ 食肉植物 ”(Carnivorous plant)或是“ 食蟲植物 ”(Insectivorous plant)。如上述,捕蠅草的捕食器官就是其葉子的部分。 這類食肉植物大多是生長在養(yǎng)份比較貧瘠的濕地,為了補充不足的養(yǎng)份,尤其是氮與磷酸,所以借由特殊演化而來的構造,捕食昆蟲消化其養(yǎng)份。
捕蟲方式
食蟲的習性大致上分為以下四步驟:
引誘昆蟲
捕捉昆蟲
利用消化液來分解與吸收
利用吸收到的養(yǎng)份來維持生長
不過并不是所有的食肉植物都是經(jīng)過如此完整的過程,例如有些同類型的植物并不分泌出消化液,而是借由各種微生物來分解后吸取養(yǎng)份的。而捕蠅草在這個部分屬于比較高等,具備相當完整過程的食肉植物。
葉與感覺毛橫切面在顯微鏡下的狀態(tài)
捕蠅草的葉緣部分含有蜜腺,會分泌出蜜汁來引誘昆蟲靠近。當昆蟲進入葉面部分時,碰觸到屬于感應器官的 感覺毛 兩次,兩瓣的葉就會很迅速的合起來。生長于葉緣上的刺毛是屬于多細胞突出物,沒有彎曲的功能。當葉子很快速的閉合將昆蟲夾住時,刺毛就會緊緊相扣的交互咬合,其目的就是防止昆蟲脫逃。
消化與吸收
當捕獲到昆蟲被兩辦葉片給夾住后而無法掙脫,昆蟲在掙扎的過程中葉片會越夾越緊直到幾乎密閉的狀態(tài) ,這時兩片葉瓣內(nèi)側密集的內(nèi)腺體會分泌出消化液,利用這些消化液中含有的蛋白酶,將昆蟲的蛋白質(zhì)分解成以氮、氧、碳、氫為主,還可能包括其他元素構成的氨基酸并進行吸收。一般大約四天左右能分解完成并吸收較易消化的部分,之后再繼續(xù)吸收剩余的氮、磷以及其它各種所需的微量元素 。這些養(yǎng)份都吸收完畢之后,葉瓣就會再度打開,全部時間大約需花5-10天的程度,這時昆蟲只剩下由幾丁質(zhì)組成的空殼殘骸。
不過捕蠅草并無法分辨出所捕獲之物的大小,有時也可能捕到與葉片大小差不多的獵物,例如小型青蛙或是長腳蜂之類。這時往往造成來不及分解吸收,而獵物自體就先腐敗,所以葉片就會像食物中毒一般枯萎。另外,每個葉片大約可以捕捉3-4次,超過這個次數(shù)葉子就會漸漸枯萎。
奧妙的自然神秘
當昆蟲采蜜時第一次接觸到感覺毛后葉片并不會有什么動作,但是如果連續(xù)刺激兩次,那葉片就會在平均大約0.5秒以內(nèi)馬上合起來。而如果第二次碰觸的時間與第一次碰觸時間相差超過約20秒時,葉片會變成半合閉或是沒反應的現(xiàn)象。如果在這時馬上再刺激第三次,那葉片也會迅速的合起來。
經(jīng)過實驗調(diào)查,捕蠅草的感覺毛就像是一個感應裝置,經(jīng)過連續(xù)兩次碰觸的刺激時,葉的基部會產(chǎn)生大約100毫伏(mV)的動作電位( Action potential )到葉子表面上,造成葉片內(nèi)側的水分迅速流失,導致內(nèi)外壓力不等所以葉片就因此閉合。這樣的捕蟲機制是一組相當精密的結構搭配,而且刺激感覺毛就像是設定了定時裝置一樣,等到第二次確認才會閉合,最主要是為了提升捕蟲的準確性,否則的話如雨滴、動物經(jīng)過時均會降低并影響其捕蟲的效率。
經(jīng)由植物研究者確認了捕蠅草會發(fā)出動作電位這樣有機制的機關,就類似動物的神經(jīng)組織會產(chǎn)生傳輸信息一般。不過因為這必須連續(xù)碰觸兩次才會產(chǎn)生,也就是說應該還有個可以 記憶 的組織,至今依然還不清楚這樣的記憶是如何在捕蠅草中運作。
原生地
捕蠅草原產(chǎn)于北美洲東岸一帶,自然生長的原生地主要在北卡羅萊那州、南卡羅萊那州以及佛羅里達州等地。生長環(huán)境的特性喜好于潮濕地帶。當?shù)赜卸嗵幨菍儆跊_積地形,而且夏天天氣炎熱,冬天氣溫寒冷,晝夜溫差大,屬于典型的大陸型氣候,這些都是適合捕蠅草生長的環(huán)境條件。
目前美國對于其原生地都指定為保護地區(qū),甚至在瀕臨絕種野生動植物國際貿(mào)易公約附錄II 中有明訂捕蠅草的塊根與鱗莖全面禁止輸出外銷。不過由于在那之前就已經(jīng)有許多株種流出,經(jīng)過世界各地業(yè)者積極的栽培之下,甚至利用組織培養(yǎng)的技術大量生產(chǎn),所以一般都已經(jīng)很容易能夠在市面上買到捕蠅草。
環(huán)境與栽培
生長環(huán)境
捕蠅草的原生地是屬于濕地上的草原,而且該地區(qū)土壤的土質(zhì)多為泥炭以及硅砂 。其水源大多是雨水為主,由于雨水經(jīng)過大氣與二氧化碳融合落到大地,造成酸性的一個環(huán)境,其酸堿值大約介于pH5-6左右 。由此可以得知,捕蠅草是偏好在水分充足以及酸性環(huán)境等為介質(zhì)的地方。
酸性的土質(zhì)加上氣溫偏低,使得分解有機物的細菌生長發(fā)生阻礙。而有機物在不被分解的情況之下,造成水苔等植物的殘骸都無法完全分解而腐敗,這些腐敗的有機物就會變成泥炭,養(yǎng)份非常缺乏。加上經(jīng)年被雨水沖刷,微量元素也己乎都流失。所以捕蠅草的原生地除了生長中必需的營養(yǎng)要素氮與磷酸不足以外,連微量元素也都非常不足的貧瘠之地。
種植
由上述原生地的概況來看,要種植捕蠅草首要條件必須保有充足的水分。也因為捕蠅草由根部在呼吸,所以栽植的土壤可以與沙一起混用,讓其排水狀況良好容易接觸新鮮空氣,同時以半日照的環(huán)境種植最佳。 并且因為原產(chǎn)地為貧養(yǎng)狀況下,所以在土壤的選擇上要非常的注意,在過多養(yǎng)分的土壤會造成捕蠅草的根部的壞死,在選擇土讓則可以選擇無肥的泥炭土為佳
捕蠅草整株變成紅葉
因為葉片的感覺毛即使被雨水沖擊也會造成閉合的狀態(tài),那會造成葉子的生命縮短。所以如果選擇種植室外,也必須注意大雨是否頻繁。另外,陽光的照射也必需注意,尤其是在氣溫較高的夏季,最好選擇半日照的地方種植。
本來這類植物應該不會有紅葉產(chǎn)生,但是氣溫漸漸降低時,有些捕蠅草會出現(xiàn)整株變紅的現(xiàn)象 。最適合種植的溫度大約在攝氏25℃-30℃左右,原生地在冬天時通常都是零度以下的氣溫,這時捕蠅草就會進入休眠狀態(tài),稱為休眠期,地面上的葉柄與葉子都會漸漸枯萎,只剩下球根存活。然而休眠狀態(tài)是視其環(huán)境溫度的影響導致,所以如果即使是冬天,只要氣溫依舊保持在攝氏15℃以上,就不會有休眠期的產(chǎn)生。
參考來源
書籍文獻
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