出品:科普中國
作者:武雨
監(jiān)制:中國科普博覽
今天是國際消費(fèi)者權(quán)益日。說到消費(fèi),大家聯(lián)想到的多數(shù)是在商場或者各大購物軟件上買買買的畫面,但在生態(tài)系統(tǒng)中也有消費(fèi)者。
生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者?這是不是喚起了你學(xué)生物時(shí)的回憶。但是我們今天要說的,不是消費(fèi)者具有“消費(fèi)”能力這種理所當(dāng)然的事,而是有的生產(chǎn)者也會(huì)具有“消費(fèi)”能力。本文的主角你可能還很熟悉,它就是神奇寶貝中的“大食花”。
神奇寶貝中的大食花
(圖片來源:寶可夢官網(wǎng))
生態(tài)系統(tǒng)中的“消費(fèi)”現(xiàn)象
生態(tài)環(huán)境包含所有生物和非生物成分,而生物成分又包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者,我們來簡單看一下三種生物成分的定義:
生產(chǎn)者:能利用陽光或化學(xué)能合成有機(jī)物的生物;
消費(fèi)者:能直接或間接利用植物所制造的有機(jī)物質(zhì),將其作為食物和能量來源的生物;
分解者:生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌、真菌和放線菌等具有分解能力的生物,也包括某些原生動(dòng)物和腐食性動(dòng)物。而今天我們就要介紹一種自然界當(dāng)中的生產(chǎn)者,而這種生產(chǎn)者又具有一定的“消費(fèi)”能力。
“大食花”也能“消費(fèi)”
筆者小時(shí)候很喜歡看神奇寶貝了,長大才知道,大食花的原型就是接下來的主角:豬籠草。
豬籠草
(圖片來源:Veer圖庫)
豬籠草屬于熱帶食蟲植物,它在東南亞廣泛分布,一般是通過一根卷須攀附在其他植物上。作為生產(chǎn)者,豬籠草的葉子含有光合作用部分(葉片),所以豬籠草像其他植物一樣,能夠進(jìn)行光合作用。
不過,豬籠草與普通植物的區(qū)別在于,它擁有獨(dú)特的吸取營養(yǎng)的器官——捕蟲囊。捕蟲囊呈圓筒形,下半部稍膨大。也正是因?yàn)椴断x囊的形狀像豬籠,所以豬籠草才有了這個(gè)名字。
(圖片來源:Veer圖庫)
在動(dòng)畫片里,大食花每次被召喚出來,都想把它的主人小次郎吞下去,而在現(xiàn)實(shí)生活中,豬籠草也會(huì)把一些蟲子“吞”下去。
豬籠草用杯形葉子捕捉昆蟲,這些葉子充當(dāng)不動(dòng)的陷阱。捕蟲籠蓋背面能分泌香味來引誘昆蟲,誘使昆蟲滑落到瓶內(nèi)。捕蟲囊內(nèi)底部含有一些液體,而這些液體的主要成分是一種鹽溶液,是一種由礦物質(zhì)營養(yǎng)素和低分子量化合物組成的消化液。最神奇的是,這種液體能夠隨著環(huán)境的變化而變化。被誘捕的昆蟲就被瓶底分泌的液體淹死,液體還可以使殘骸發(fā)生酶促降解,并吸收消化產(chǎn)物。
還需要特別補(bǔ)充一下,以前人們一直認(rèn)為豬籠草的陷阱是重力驅(qū)動(dòng)的。但是最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種有趣的現(xiàn)象,有些豬籠草進(jìn)化了出一種獨(dú)特的“跳板”誘捕機(jī)制,它利用落下的雨滴的沖擊能量來驅(qū)動(dòng)冠狀捕蟲籠蓋的快速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),這樣的結(jié)構(gòu)有利于其對昆蟲進(jìn)行捕獲。
消費(fèi)能力獲得,純是為了生活
我們在前面說過,豬籠草能夠像正常植物一樣進(jìn)行光合作用,那為什么它還要“消費(fèi)”昆蟲呢?
其實(shí)這跟它的生長環(huán)境密切相關(guān)。豬籠草一般生長在缺乏氮的環(huán)境中,在長時(shí)間與環(huán)境的相互適應(yīng)過程中,豬籠草慢慢進(jìn)化出了能夠通過“消費(fèi)”昆蟲來彌補(bǔ)自身缺失元素的能力。
豬籠草也并不是什么蟲子都能夠誘捕的。它捕獲的主要是節(jié)肢動(dòng)物,因?yàn)楣?jié)肢動(dòng)物當(dāng)中富含的就是豬籠草所缺少的化學(xué)元素。說到底,“消費(fèi)”能力是在其生產(chǎn)能力無法滿足自身各種營養(yǎng)和元素的需求時(shí),逐漸進(jìn)化出來的,這是一種生存的需求。
這么看來,對豬籠草特殊的結(jié)構(gòu)和“消費(fèi)”能力的研究有助于提升人們對養(yǎng)分固存策略以及吸引力機(jī)制的進(jìn)一步的認(rèn)識,這種研究具有很大價(jià)值。
結(jié)語
大家應(yīng)該注意到了,雖然豬籠草具有“消費(fèi)”能力,但是此文并沒有簡單粗暴地將豬籠草歸為“消費(fèi)者”的范疇。實(shí)際上,對于生態(tài)系統(tǒng)中物種類型界限的劃分并不是那么清晰。
一方面來說,豬籠草確實(shí)能通過消化一些小蟲子來獲取自身所必需的物質(zhì),具備一定的“消費(fèi)”能力。另一方面,它消化得到的只是自身必需的一些化學(xué)元素,并不是有機(jī)物,所以“消費(fèi)”能力似乎也沒那么強(qiáng)。所以稱它為具有一定“消費(fèi)”能力的生產(chǎn)者似乎更合適一些。
除了豬籠草之外,還有很多具有“消費(fèi)”能力的生產(chǎn)者,你能列舉一些來嗎?
參考文獻(xiàn):
[1] Moran, Jonathan A, and Charles M Clarke. “The carnivorous syndrome in Nepenthes pitcher plants: current state of knowledge and potential future directions.” Plant signaling & behavior vol. 5,6 (2010): 644-8. doi:10.4161/psb.5.6.11238
[2] Lenz, Anne-Kristin, and Ulrike Bauer. “Pitcher geometry facilitates extrinsically powered 'springboard trapping' in carnivorous Nepenthes gracilis pitcher plants.” Biology letters vol. 18,8 (2022): 20220106. doi:10.1098/rsbl.2022.0106
[3] Pavlovic, Andrej et al. “Carnivorous syndrome in Asian pitcher plants of the genus Nepenthes.” Annals of botany vol. 100,3 (2007): 527-36. doi:10.1093/aob/mcm145
[4] Gaume, Laurence, and Yoel Forterre. “A viscoelastic deadly fluid in carnivorous pitcher plants.” PloS one vol. 2,11 e1185. 21 Nov. 2007, doi:10.1371/journal.pone.0001185
編輯:郭雅欣
(注:文中拉丁文部分應(yīng)為斜體。)