新的食肉植物必须平衡捕获猎物和授粉

导读 威斯康星大学麦迪逊分校和不列颠哥伦比亚大学的植物学家在北美西部发现了一种新的食肉植物。Triantha occidentalis 栖息在湿地和沼泽中,

威斯康星大学麦迪逊分校和不列颠哥伦比亚大学的植物学家在北美西部发现了一种新的食肉植物。Triantha occidentalis 栖息在湿地和沼泽中,从阿拉斯加到加利福尼亚,再到内陆到蒙大拿。在夏天,它长出高大的花茎,上面覆盖着粘稠的毛发,可以捕捉蚊蚋和蠓等小昆虫。科学家们发现,这种植物通过消化这些被诱捕的昆虫获得了一半以上的氮,这在其营养贫乏的栖息地是一种受欢迎的享受。

这是植物界已知的第 12 次独立食肉进化,也是第一次在泽泻目中发现该特征,这是一组主要是水生开花植物。它也是单子叶植物中第四个已建立的食肉实例,单子叶植物是主要开花植物群之一。

“这种食肉植物的特别之处在于它会在昆虫授粉的花朵附近捕捉昆虫,”研究的主要作者、不列颠哥伦比亚大学 (UBC) 的博士生林千世说。“从表面上看,这似乎是食肉和授粉之间的冲突,因为你不想杀死帮助你繁殖的昆虫。”

然而,这种植物似乎能够从食物中分辨出朋友。

“我们相信 Triantha occidentalis 能够做到这一点,因为它的腺毛不是很粘,只能诱捕蠓和其他小昆虫,因此作为传粉媒介的更大、更强壮的蜜蜂和蝴蝶不会被捕获,”威斯康星大学麦迪逊分校植物学教授、该报告的合著者 Tom Givnish 说。

该发现由 UBC 的 Lin 和 Sean Graham 领导,他们与 Givnish 和 Cecile Ané 合作,后者是威斯康星大学麦迪逊分校的植物学和统计学教授。研究人员于 8 月 9 日在《国家科学院院刊》上报告了他们的发现。

Graham 之前曾领导了一项对食肉目基因组的分析,当时他的团队注意到 Triantha 丢失了一个在食肉动物中经常缺失的基因。其嗜好诱捕昆虫和其邻近其他已知食肉植物相结合,Triantha看上去像一个优秀的候选人是在接下来的食肉植物王国。

Triantha 的环境似乎也有利于食肉动物。食肉的生活方式对植物来说是如此的能量密集,以至于似乎需要充足的水和光才能让它进化。

“只有在养分和养分都受到限制的栖息地中,你才会认为食肉是一种优势,”吉夫尼什说,他之前研究了导致食肉的条件并发现了其他与 Triantha 无关的食肉植物。昆虫可以成为土壤缺乏的营养物质的极好来源,尤其是氮和磷。

在田间试验中,林给 Triantha 喂食标有稳定同位素氮 15 的果蝇,这使他能够在营养进入植物时对其进行追踪。Ané 帮助 Lin 分析实验结果。

在 Givnish 开发的模型的帮助下,研究人员计算出该植物从昆虫中获取高达 64% 的氮,类似于已知的食肉植物,远高于非食肉植物偶然吸收的水平。

林还发现 Triantha 属于能够直接消化猎物的食肉植物。它产生一种叫做磷酸酶的酶,可以分解猎物中含磷的营养物质。相反,一些食肉动物依靠微生物在水池中先消化猎物,然后植物才能吸收剩菜。

其他一些 Triantha 物种,包括威斯康星州的 Triantha glutinosa,也有粘性毛发,可以诱捕昆虫,而另一些则没有。未来,研究人员计划研究更多物种,以了解食肉动物在 Triantha 属中的分布范围。

“似乎这个群体的其他成员可能会变成食肉动物,”吉夫尼什说。

尽管植物丰富且生长在大城市附近,但 Triantha 的食肉生活方式长期以来一直没有引起人们的注意,这一事实表明,更多的食肉植物正等待在人迹罕至的地方被发现。

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