
可怜的昆虫一旦坠入捕蝇草的陷阱,光滑的内壁和等待着的积水将让它无法爬出。它所能做的就是等待被消化。加州捕蝇草(Darlingtonia californica)也被称为眼镜蛇百合,因为它弯曲的形状隐藏了逃脱的出口。与其他捕蝇草不同,它不是从上方收集雨水来填充陷阱,而是通过根部从下方吸水。但和其他捕蝇草一样,它似乎也利用陷阱中的细菌来帮助消化猎物。细菌还有另一个作用:使液体更难逃脱,比普通的水更具粘性。近一个世纪前,科学家们首次注意到某些捕蝇草物种陷阱中的水表面张力异常低。这意味着,习惯于在水坑上小心翼翼行走的昆虫,突然发现自己在捕蝇草中溺水。但这种致命的水的原因并不清楚。2007年,法国国家科学研究中心(CNRS)的Laurence Gaume和Yoel Forterre 研究了瓶子草(Nepenthes rafflesiana)的液体,发现它具有所谓的粘弹性。Gaume解释说,这意味着“粘住昆虫的力量”,以及形成水性细丝缠住挣扎的虫子。受这项研究的启发,加州大学伯克利分校的研究生David Armitage想知道捕蝇草液体的一些奇特性质是否可能来自其中居住的细菌。他收集了六个加州捕蝇草陷阱中的水,并测量了液体的表面张力。其表面张力显著低于纯水的表面张力。然后,Armitage将这些液体中的细菌过滤掉,并在实验室里用它们制造了人造捕蝇草陷阱。他开始使用玻璃管,加入无菌水和少量捕蝇草细菌,以及磨碎的蟋蟀来喂养细菌。生成的液体具有与天然捕蝇草液体相似的表面张力。将试管放置一个月后,Armitage将蚂蚁放入其中。https://www.youtube.com/watch?v=BxOSDaIL7NI 在上面的视频中,最左边的试管含有纯水。其他试管则含有天然或人造捕蝇草液体。如果你没有时间观看八分钟的以贝多芬《月光奏鸣曲》为背景的挣扎的节肢动物,这里有一个剧透:它们中的任何一个都无法逃脱捕蝇草液体。纯水中的蚂蚁停留在试管顶部,而其他的则下沉。(Armitage说,尽管看起来如此,视频中的所有蚂蚁在他从陷阱中取出后约20分钟内都完全没事。)纯水中的蚂蚁没有沉到水面以下。捕蝇草液体或人造捕蝇草液体中的蚂蚁大多下沉。但是,随着Armitage使用浓度越来越低的细菌制造人造捕蝇草液体,蚂蚁逃脱的可能性就越大。Gaume,她没有参与Armitage的研究,她说这令人信服地表明捕蝇草细菌有助于阻止猎物逃脱。她指出,尽管如此,加州捕蝇草的液体并不具备她研究过的瓶子草液体所有的粘性;不同的捕蝇草物种可能使用不同的技巧来抓住它们的受害者。而且,Gaume补充说,植物本身仍然可能制造出表面张力低的液体。Armitage,现在是圣母大学的一员,说捕蝇草液体中大约有200到500种细菌。“有几个常见的物种似乎属于已知产生影响其介质表面张力化合物的群组,”他说,但需要更多的研究才能弄清楚究竟是哪些细菌使水如此危险。“或者,”Armitage补充说,低表面张力可能仅仅是细菌消化陷阱中昆虫的副作用,“因为昆虫尸体中的脂肪油被释放到水柱中。”无论哪种方式,捕蝇草与其 residente 细菌之间的伙伴关系似乎根深蒂固。食肉植物不一定孤军奋战,眼镜蛇百合依靠微小的伙伴来获得致命的打击。
图片:由NoahElhardt(来自Wikimedia Commons)
Armitage DW (2016). Bacteria facilitate prey retention by the pitcher plant Darlingtonia californica. Biology letters, 12 (11) PMID: 27881762













