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食肉植物为什么食肉?(食肉植物为什么吃肉)(食肉植物如何一步一步成为吃肉高手?从基因进化方面来解读(食肉动物是如何进化出来的))
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导语:为什么食肉植物要吃肉? “触手粗如青蛇,食人猛如水蟒”,一棵虚构的维多利亚时代马达加斯加的食人树,令人毛骨悚然。 任何虚构的产品都有现实的影子。19世纪,维多利亚时代的自然探险者在婆罗洲那巴的庐山发现了一种类似盆栽的植物。其中一个“盆”里装着半消化的老鼠尸体,证实了“食肉植物”的存在。 此项发现引起极大轰动,也点燃了当时伟大的生物学家查尔斯·达尔文的兴趣。经过实验,达尔文证实了植物艳丽素雅的背后存在着杀戮和伤害(1875年达尔文出版了《食虫植物》一书)。这一发现引起了巨大的轰动,点燃了当时伟大的生物学家查尔斯·达尔文的兴趣。达尔文通过实验证明了华丽优雅的植物背后有杀戮和伤害(达尔文于1875年出版了《食虫植物》一书)。 自食肉植物发现以来,植物学家始终在全世界最偏远、最原始的地界寻找着它们的踪迹,截止目前,已知的食肉植物分布10科21属,共计七百余种。自从发现食肉植物以来,植物学家一直在世界上最遥远、最原始的边界寻找它们的踪迹。迄今为止,已知的食肉植物有700多种,分布于10科21属。 食肉植物又称食虫植物,几乎遍布世界各地,主要分布在热带和亚热带地区。它们可以诱捕昆虫或更小的动物,并分泌相应的消化酶来消化和吸收猎物。 典型的如生活在加州海岸平原的捕蝇草,隶属茅膏菜科,是肉食植物大科,包含囊泡貉藻、叶茅膏菜等,此外瓶子草、猪笼草、兔狸藻都属于食肉植物。常见的食肉植物,根据捕捉形式(捕捉器)不同,可以分为笼状或瓶状捕捉器、粘液捕捉器、夹状捕捉器。一个典型的例子是捕蝇草,它生活在加利福尼亚的沿海平原,属于猪毛菜科。它是食肉植物的一个大家族,包括紫锥菊、猪毛菜等。此外,猪笼草、杂交狸藻都是食肉植物。常见的食肉植物根据诱捕形式的不同,可分为笼式或瓶式诱捕器、粘液诱捕器和夹子诱捕器。 笼状或瓶状捕捉器代表植物猪笼草,捕捉器含有消化酶或细菌消化液,依靠口部蜜腺吸引动物,蜡质内壁防止逃脱,底部消化腺分泌消化液消化食物。笼状或瓶状陷阱代表植物猪笼草。陷阱中含有消化酶或细菌消化液,通过口部的蜜腺吸引动物,蜡质的内壁阻止它们逃跑。底部的消化腺分泌消化液消化食物。 粘液捕捉器代表植物茅膏菜,捕捉器长满腺毛,散发吸引昆虫的气味,分泌有黏性的消化酶,昆虫被粘住后,会收缩腺毛,包裹猎物后消化后吸收。粘液捕捉器代表植物猪毛菜。捕捉器上布满腺毛,散发出引诱昆虫的气味,并分泌粘稠的消化酶。昆虫被粘住后,会收缩腺毛,包裹猎物,消化吸收。 夹状捕捉器代表植物捕蝇草,原理也较为简单,捕捉器散发气味,昆虫进入捕捉器,触发闭合运动猎物被困住,猎物死亡后消化吸收。闭合运动的触发普遍认为,与外来刺激引起的动作电位和细胞膜ATP酶/H+泵有关,具体机制解释种类较多。夹子捕蝇草代表植物捕蝇草,原理比较简单。诱捕器散发气味,昆虫进入诱捕器,触发封闭运动,猎物死亡后被诱捕并消化吸收。一般认为闭合运动的触发与外界刺激和细胞膜ATP酶/H+泵引起的动作电位有关,有多种具体机制可以解释。 科学家寻找沉寂在原始森林中食肉植物时,食肉植物的化石也相继被发现。众所周知,植物特有的组成,让它很难被保存为化石,迄今为止发现最早的食肉植物化石为我国科学家发现的早白垩世长颈古瓶子草。当科学家在原始森林中寻找沉默的食肉植物时,相继发现了食肉植物的化石。众所周知,植物独特的组成使得它很难作为化石保存下来。迄今为止,发现的最早的食肉植物化石是中国科学家发现的早白垩世长颈古瓶草。 2015年,根据研究人员的推测,在波罗的海琥珀中发现的食肉植物食肉目(Carnivora)的叶子可能起源于9000万只冈瓦纳。如果确认,目前发现的最早的食肉植物属于这种植物,生物地理史也需要重新评价。 回到正题,作为自养生物,植物吸收阳光,饕餮土壤矿物质,获取生存所需的养分。然而,科学家发现,大多数食肉植物生长在高山湿地或沼泽中,大多在贫瘠的地区。 在缺少赖以生存的营养成分和残酷的生存环境中,吸引、捕捉周围的昆虫和微小动物成为食肉植物获取必要养分的重要途径。以氮为例,作为合成植物遗传物质不可或缺的元素,如果土壤中缺乏氮元素会导致植物死亡,改变约定俗成的根部营养吸收方式,目标对准动物成为不错的选择。在营养物质匮乏、生存环境残酷的情况下,吸引和捕捉周围的昆虫和微小动物成为食肉植物获取必要营养的重要途径。以氮为例,它是植物遗传物质合成中不可缺少的元素。如果土壤缺氮,就会导致植物死亡。改变常规的根系营养吸收方式,以动物为目标,是一个很好的选择。 环境导致生物进化,是食肉植物由来最好的解释,在科学家远赴原始森林找寻食肉植物时,英国基尤皇家植物园的研究人员发现,番茄、土豆、观赏性烟叶等常见植物也属于食肉植物。是食肉植物起源导致环境进化的最好解释。当科学家们前往原始森林寻找食肉植物时,英国皇家植物园的研究人员发现,西红柿、土豆和观赏烟叶等常见植物也属于食肉植物。 研究人员发现番茄等植物,可利用茎秆上绒毛捕捉小型昆虫,等虫子死亡掉落土壤中,再吸收所需矿物质,与南非食肉植物捕虫树相似,研究人员表示此研究佐证了所有开花植物在远古时代都具有食肉功能,只是大多植物生长环境优异,不需要通过“捕食”获取营养,随着进化大部分植物食肉功能被淘汰了。研究人员发现,番茄等植物可以利用茎上的毛发捕捉小昆虫,然后在昆虫死亡并落入土壤后,它们可以吸收所需的矿物质。与南非食肉植物的捕虫树类似,研究人员表示,这项研究证明,在古代,所有开花植物都具有食肉功能,但大多数植物生长环境极佳,不需要“捕食”来获取营养。随着进化,大多数植物的食肉功能被消除了。 2020年5月14日,一篇关于植物食肉习俗起源的报告发表在《当代生物学》上。 研究人员对太阳草、水草和捕蝇草的基因进行了测序,并将它们与包括猪笼草和木瓜在内的其他九种植物的基因进行了比较。发现植物食肉的习俗起源于6000万年前同一个祖先的基因复制,导致食肉植物叶片中来自根部的基因表达,使叶片能够吸收养分。还发现食肉植物进化了6次。 此研究在合理解释植物为何能食肉外,还发现大多数植物都具有食肉基因。这项研究不仅合理地解释了为什么植物可以吃肉,而且发现大多数植物都有食肉基因。 到目前为止,人类发现的食肉植物大部分都是小植物,但是对于维多利亚时代记录的食人树是否真的存在,我们不得不画一个问号。毕竟人类从来没有踏足过世界的每一个角落。 你认为食人树真的存在吗? 导语:食肉植物是如何一步步变成食肉动物的?从基因进化的角度解读 至于食肉植物,我们并不陌生。很多人家里养捕蝇草,有的甚至让它吃泡泡糖。今天就和大家说说食肉植物吧。 简单来说,食肉植物以其他植物和昆虫为食。由于它们迷人的外表和食肉的行为,达尔文称它们为世界上最奇妙的植物。 据估计,大约有630多种食肉植物在6000万至1.25亿年前进化而来。 是什么让它们改变了平时吃植物的方式,开始吃肉? 生存的基础:营养需求 这个星球上的每一个生物都是幸存者,每天都在战斗,只有合适的人才能活下来。在进化生物学中,健康有着广泛的含义。从最原始的意义上来说,健康就是吃。每天吃食物让你保持健康,适应并应对每天的挑战。 植物的主要食物来源是环境和土壤,它们的根深入土壤将环境中的无机物转化为有机分子。除了空气体中的二氧化碳,它们还需要从水和土壤的混合物中获取其他重要的营养物质,如氮、磷和钾。 如果你仔细观察,你会发现食肉植物是一种特殊的植物,生长在潮湿、沼泽和酸性土壤中。这样的生长环境导致食肉植物无法正常固氮和吸收其他养分。为了生存,它们慢慢进化出消化昆虫和其他节肢动物来获取氮的能力。 这种进化叫做收敛进化。适应环境的会活下来,不适应的会饿死。 这些植物能够从贫瘠土壤中的动物那里获得食物,是自然选择的结果,自然选择对同一组基因中的几个基因变化有自己的偏好。 第一种机制:陷阱 自然选择是在基因范围内进行的。基因包含了我们身体所有部分形成的蓝图。因为基因和新基因的数量是有限的,我们不能完全出于必要而赋予新的能力。随着时间的推移,生物必须改变一些基因的功能,更具体地说,牺牲一些现有的能力,并用新的基因取代它们。 例如,人类和黑猩猩在七百万年前从同一个祖先分化而来。两个物种的手都有四个手指和一个拇指。然而,负责其结构的基因组略有不同。 我们的手指较短,拇指较大,这使我们具有高度精确的抓握能力,而黑猩猩的手指较长,拇指较短,更有利于摆动。人类的手随着自然选择的压力而改变,使我们成为更好的工具制造者。 同样,那些最初参与防御某些疾病并对生物和非生物压力做出反应的基因获得了与捕捉昆虫相关的新功能。 然后经过一代代的更替,形成了独特的外部生物机制,吸引猎物,一接触就捕获。这种机制帮助它们获得了氮的供应。 第二个机制:消化 除了发展捕捉猎物的策略,自然选择也作用于其他植物基因,以发展消化它们的能力。这种现象被称为“平行进化”。 根据研究结果,捕虫植物获得了新的酶功能。 碱性几丁质酶,能分解昆虫外骨骼的几丁质;紫色酸性磷酸酶,可以从分子中释放磷酸基团,有助于动员猎物的磷酸。 然而,这些植物并没有消化骨骼的资源,它们只是吸收了所需的养分,留下了一具毫无生气的尸体。 研究人员还进行了一项有趣的研究。他们在没有动物蛋白的情况下种植食肉植物,选择用其他肥料培育,最后发现它们的果实和发芽严重减少。 显然,人工受精并不能使它们充分生长,而昆虫或其他动物的喂养可以使它们生长得更好。 那些迷人的食肉植物 泌蜜捕蝇草 捕蝇草是众多植物中最著名的,认知度很高。它类似于贝壳的昆虫陷阱,边缘有长刚毛,被称为脉的睫毛。它分泌蜂蜜,虫子被蜂蜜吸引。他们的脚一旦掉进陷阱,就会迅速合拢消化吸收。 捕蝇草不仅捕食昆虫,还捕食青蛙和蜥蜴。 看起来像一个有盖瓶子的猪笼草。 猪笼草因其形状像猪笼而得名。它有一个瓶状的身体,上面有一个盖子。类似捕蝇草的策略,用蜂蜜引诱。虫子爬到瓶口时,瓶口光滑,容易掉进瓶底。一旦掉了,就再也出不来了。猪笼草分泌的汁液会淹死虫子。 沾满粘液的香肠。 毛菜的武器是一组覆盖着鬃毛的茎状触须。它们的头部被看起来像水滴的东西包围着,但它们实际上是由一种粘性液体组成的,猎物一旦接触到这种液体就无法逃脱。这些触须会卷曲起来,将昆虫整个吞下。 导语:食肉植物的“高科技”:捕蝇草怎么知道它吃的是苍蝇,不是石头? 与眼睛会动的动物相比,自然界的植物似乎不是很有趣。他们只是站在那里,什么也不做。 当然,植物也不是无所事事的懒人。它们是生态系统中的主要生产者,发挥着不可替代的作用。 而且有些植物还挺有意思的,比如含羞草,一碰就害羞,向日葵等。 但在植物中,食肉植物是最有趣的,小学课本上的猪笼草应该是大多数人最早知道的食肉植物。 实际上,食肉植物有很多种。目前已知的食肉植物约有600种,主要分布在湿地附近。 不知道大家有没有想过这个问题:食肉植物是怎么知道自己抓到的是“肉”而不是石头或者其他东西的? 是不是也像人类一样用嘴品尝?我们以捕蝇草为例,了解一下食肉动物是如何吃“肉”的。 实际上,吃肉是必需品 捕蝇草原产于亚热带湿地,分布在美国东海岸的北卡罗来纳州和南卡罗来纳州。1759年,在此殖民的英国人首先发现了它们。 虽然它被称为捕蝇草,但飞虫占其食物来源的比例不到5%。它们主要吃蚂蚁(33%)、蜘蛛(30%)、甲虫和蚱蜢。 我们知道,几乎所有的植物都可以进行光合作用,即使是深海中的藻类也是通过将阳光折射到水中来产生氧气的。 作为一种植物,捕蝇草也不例外。虽然它可以吃肉,但它也可以进行光合作用,就像其他植物一样。 光合作用产生的葡萄糖可以为植物细胞提供足够的能量。此外,它们还需要制造蛋白质,维持细胞环境的稳定。 所以一些营养元素的摄入是非常必要的,比如制造氨基酸的氮和硫,调节渗透压的钾,与酶有关的镁。 一般植物很容易从生长的土壤中获得足够的养分,而捕蝇草却不能。 在捕蝇草最喜欢的沼泽或湿地,土壤呈酸性,矿物质和其他营养元素非常缺乏,不足以维持它们的营养供应。 既然无法从地面获取营养,它们就开始想办法在地面获取,于是有营养的昆虫就被它们盯上了。 它们也真的很顽强,在这样的条件下强行发展出了动物般的生存手段。如果换成其他植物,可能早就不吃蔬菜了。 正确吃肉不吃石 一开始捕蝇草靠光合作用生活,它的叶子只承担这种工作,但后来的进化让它的叶子有了更多的功能,可以是“嘴”,也可以是“胃”。 为了保证捕获猎物,捕蝇草设置了诱人的陷阱,它宽大的“嘴巴”里面的鲜红色可以吸引远处的昆虫。 捕蝇草还在叶子上分泌含糖的花蜜,足以满足来袭的昆虫,放松它们的警惕。 渴望吮吸花蜜的昆虫沉浸在快乐中,没有意识到危险。很快,捕蝇草的“嘴”开始闭合。 昆虫还没反应过来就已经掉进陷阱了。这时,甜美的花蜜消失了,但有什么东西正在侵蚀他们的身体。 这是捕蝇草释放的一种消化酶,可以腐蚀昆虫身体最柔软的部位,留下一个咬不动的身体。 如何保证吃的是活物,而不是不小心掉进去的石头或者水滴?捕蝇草有自己独特的判断方法。 它们的叶子内侧有一层细小的绒毛,其实就是它们的受体。每当绒毛被触摸时,一个电信号就被传送到捕蝇草上。 捕蝇草要合上叶片,必须经过两次电信号的刺激,两次触碰产生电信号的间隔不会超过20秒。 显然,石头不会蠕动。现实情况是,不小心掉下来的石头,大概12个小时后就会被捕蝇草吐出来,坚果也是! 这只能分辨是不是自己的食物,但捕蝇草对食物的要求更高:吃新鲜、劲道的食物,营养价值更高。 于是就有了第二种筛选机制:前两次刺激后,捕蝇草不会立即释放消化酶,但必须再刺激五次! 花最少的时间和精力获得最多的营养。捕蝇草的电信号判断筛选机制真的很巧妙。 捕蝇草在捕捉到喜欢的猎物后,需要5到12天的时间来消化,然后它的“嘴”会再次张开。 树叶是如何开合的 捕蝇草之所以每次都“小心翼翼”地捕猎,一定是为了节省能量。毕竟每次开合叶片都需要消耗能量。 那为什么叶子可以开合呢? 我们知道动物的每一个动作都是由肌肉驱动的,但植物显然没有肌肉或肌腱,它们的叶片开合实际上是由细胞中的水分来调节的。 当捕蝇草感觉到猎物的存在时,它会向叶子的外层细胞转移大量的水分,这会使外层细胞变得非常坚硬。 内层细胞大量失水,非常疏松。在内外细胞的作用下,捕蝇草的叶子会立即合拢。 其实有点像给气球充气。充气的气球比空放气的气球硬多了。 最后 以捕蝇草为代表的食肉植物有如此高明的生存手段,可见植物在进化上的潜力并不比动物差。 关于捕蝇草还有很多谜团,比如,它是如何精确计算出电信号之间的间隔的? 不幸的是,由于生活环境的改变,捕蝇草的数量日益减少。 1、具有捕食昆虫能力的植物称之为食虫植物食虫植物一般具备引诱捕捉消化昆虫,吸收昆虫营养的能力,甚至是一些蛙类小蜥蜴小鸟等小动物,所以也称为食肉植物食虫植物的应用%20食虫植物不仅可以当作观赏植物,也可以用来捕捉。 2、食虫植物定义具有捕食昆虫能力的植物称之为食虫植物食虫植物一般具备引诱捕捉消化昆虫,吸收昆虫营养的能力,甚至是一些蛙类小蜥蜴小鸟等小动物,所以也称为食肉植物食虫植物=食肉植物=肉食植物=Carnivorous%20P%20作。 3、1猪笼草为猪笼草科多年生偃伏或攀缘半灌木,是有名的热带食虫植物2茅膏菜多年生草本,著名的食虫植物叶片圆形或扇状圆形茎部具有长腺毛,可分泌腺液引诱昆虫前来觅食3捕蝇草属于维管植物的一种,它的叶片是。 4、它是一种黏液型的食虫植物,可以捕食一些蚊子蚂蚁等小型昆虫捕虫堇叶片正面密布着两种腺体,一种能分泌黏液粘捕昆虫,另一种则专门分泌消化液,将捕获的昆虫消化吸收5茅膏菜%20茅膏菜叶面长有分泌粘液的腺毛,当小虫停。 5、2瓶子草%20瓶子草品种很多,叶子形态各异,色彩也丰富多样,种在草坪里看起来非常美,在现代园林中它主要作为一种观叶植物来欣赏,少有人知道它也是食虫植物3猪笼草%20猪笼草跟瓶子草长得很像,它俩是一个科属的植物。 6、2毛毡苔 毛毡苔是茅膏菜属的食虫植物,毛毡苔叶片覆盖着一层腺体,能够分泌出一种昆虫喜欢的汁液体,可以捕食昆虫毛毡苔主要生长在潮湿的沙性土壤中,高约21米,其叶片会随着光照的强度变化而改变3捕蝇草 捕蝇草是是。 7、可以吃种子的植物主要有猪笼草瓶子草捕蝇草茅膏菜锦地罗黄花狸藻挖耳草等这类植物通过分泌物吸引昆虫,并将其诱捕后分解消化锦地罗学名Drosera burmanni为茅膏菜科植物是一种食虫植物,它常常生长在。 8、捕蝇草的捕虫夹具有活动能力,捕虫过程非常具有趣味性,深得人们的喜爱,已成为国内最受玩家宠爱的食虫植物品种捕蝇草的捕虫过程大概是所有食虫植物之中最为奇特,捕虫机制最为复杂捕蝇草的捕食构造是由一左一右对称的叶片。 9、在自然界里,动物吃植物,牛羊以植物为饲料,蚕吃桑叶,蚱蜢吃野草,这些都是普遍的现象但是,也有一些植物会吃动物,叫做食虫植物全世界的食虫植物约有500种,主要分布在热带和亚热带地区,我国约有20种。 10、出品科普中国 制作花诗鉴 监制中国科学院计算机网络信息中心 食虫植物,这类生物在大多数人眼中都是充满着神秘感,作为绿色植物偏偏去捕捉动物,并且将受害者的血肉消化殆尽1768年,英国博物学家约翰·艾利斯见到了植物。 11、有很多1捕蝇草 捕蝇草,Dionaea muscipula,英文名称为Venus Flytrap,是原产于北美洲的一种多年生草本植物,是一种非常有趣的食虫植物,它的茎很短,在叶的顶端长有一个酷似“贝壳”的捕虫夹,且能分泌蜜汁,当有。 12、吃动物的植物,全世界有500多种例如茅膏菜猪笼草毛毡苔捕蝇草貉藻狸藻瓶子草等猪笼草猪笼草科猪笼草属多年生草本植物,也是人们最熟悉的食虫植物之一猪笼草以生有形如猪笼的捕虫囊而著称捕虫囊是一种变态叶。 13、最早注意到食虫植物的是达尔文早在1875年,他就曾写过一本食虫植物的书达尔文曾用蒸馏水糖水含氮化合物溶液砂粒玻璃屑鸡蛋和肉末等东西在茅膏菜捕虫堇和捕蝇草等食虫植物的叶子上做实验,证明这些食虫。 14、死果蝇也不会引起其反射然而,被压碎的死果蝇会引起叶子卷曲表明被吞噬的猎物产生的化学物质可能会引起茉莉酮酸酯的产生,叶子因此成为一个胃很多植物为抵御昆虫咬啮而产生茉莉酮酸酯但食虫植物并不是这种情况以。 15、1捕人藤分布在巴拿马原始森林里的一种捕食型植物如果不小心碰到了藤条,它就会像蟒蛇一样把人紧紧缠住,直到勒死,来满足自己的生长需要的养分2二齿猪笼草婆罗洲西北部特有的热带食虫植物3食虫草生长在北。 16、食虫植物有的会,例如猪笼草它里面的消化液会吸引虫子,但里面会虫子的尸体会孵化蚊子的幼虫,所以猪笼草会生产虫子,建议你买茅膏菜,捕蝇草等等不要买猪笼草和瓶子草。 17、植物猪笼草是有名的热带食虫植物,主产地是热带亚洲地区猪笼草拥有一幅独特的吸取营养的器官捕虫囊,捕虫囊呈圆筒形,下半部稍膨大,因为形状像猪笼,故称猪笼草在中国的产地海南又被称作雷公壶,意指它像酒壶。食肉植物为什么食肉?(食肉植物为什么吃肉) ♂
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