吞噬昆虫的植物可能会用特有的气味来引诱猎物

admin 2023-12-25 23:34:51 浏览量:7
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Sarracenia pitcher plants, native to North American bogs, capture insect prey with colorful, modified leaves that look like flowers. Scent may play a role in each species' diet, a new study said. (L. Gaume)CNN报道

Sarracenia猪笼草,在北美东部的沼泽中发现,看起来像喇叭状的花,通常呈紫色或红色。但外表可能具有欺骗性。这些引人注目的“花朵”实际上是经过改造的叶子,形成了一个含有消化酶的杯子。

当小动物——通常是昆虫——走得太近时,水罐的功能就像一个陷阱,它的侧面很滑,让小动物很难爬出来。食肉植物然后消化昆虫,获得难以从其沼泽家园营养贫乏的土壤中获得的营养。

不同种类的Sarracenia猪笼草倾向于吃不同种类的昆虫——一些种类捕获更多的蚂蚁,而另一些则以蜜蜂和飞蛾为食。根据科学家提出的不同假设,猪笼草的颜色、大小或形状可能在植物吸引猎物的能力中发挥作用。周三发表在《公共科学图书馆·综合》(PLOS ONE)杂志上的一项新研究指出了猪笼草的另一个武器,这可能有助于解释不同物种的饮食:气味。

劳伦斯·高梅博士是这项研究的资深作者,也是法国国家科学研究中心(CNRS)和蒙彼利埃大学的研究员,他研究食肉植物已有20多年了。

在之前对东南亚猪笼草的研究中,她和她的同事发现,东南亚的不同物种捕获的蚂蚁和飞虫的比例也不同。研究小组了解到,来自不同亚洲猪笼草物种的气味吸引了不同种类的昆虫,所以她想看看北美的猪笼草是否也是如此。

特有的气味

对于我们人类来说,很难分辨出一种撒拉属植物与另一种植物在气味上的细微差异,特别是当这些植物的特征气味被它们的食物所掩盖时,Gaume说。

“有机物腐烂时的气味……在满是昆虫的水罐里会很强壮,”她说。但最近开放的猪笼草没有腐烂的臭虫尸体的气味,为识别气味提供了机会,她解释说。

“我们可以根据物种注意到不同的气味,从绿草的气味到花香甚至水果的气味。”

这些气味是由植物产生的挥发性有机化合物(VOCs)引起的。在这项新研究中,Gaume和她的同事,包括CNRS和蒙彼利埃大学的博士候选人和第一作者Corentin Dupont,选择了四种Sarracenia猪笼草(两种在自然界中发现,两种人类创造的杂交品种),并检查了它们产生的挥发性有机化合物。

研究小组将每棵植物放在一个密闭的袋子里,并将净化后的空气抽进去。植物产生的引起气味的分子被捕获在过滤器上,供研究人员分析和识别。研究小组发现,不同的猪笼草种类都会产生自己独特的挥发性有机化合物。

可能的猎物专门化

克莱尔·维莱蒙博士是巴黎法国国家自然历史博物馆的昆虫学家,也是这项研究的合著者,他检查了研究中四个物种的41只投手捕获的昆虫。虽然水罐含有消化酶,可以分解昆虫的身体,但Gaume解释说,人类处理水罐和它们部分消化的猎物是安全的:“没有危险,酶不会吃掉你的手。”

正如预测的那样,不同种类的猪笼草捕获了不同种类的昆虫。

然后,研究人员将每种植物产生的挥发性有机化合物与其捕获的昆虫类型进行了比较。产生更多花香的物种捕获了更多的蜜蜂、飞蛾和其他飞虫;产生更多脂肪酸的水罐能捕获更多蚂蚁。即使研究人员考虑到投手的大小和形状可能会限制他们容易捕获的昆虫种类,这些结果也站得住。

Gaume谨慎地指出,这项研究并没有明确证明这些不同的气味吸引了不同种类的昆虫;它只是显示了很强的相关性。尽管如此,从直觉上讲,闻起来像花的投手可能会吸引传粉者从一个花蕾飞到另一个花蕾,而严重依赖脂肪酸化学信号的蚂蚁可能会被这些气味所吸引。

“这些发现很重要,因为它们表明这些食肉植物不是简单的被动植物,随机捕获,它们可以瞄准猎物,”Gaume说。

脆弱的栖息地

亚伦·埃里森博士是马萨诸塞州彼得舍姆哈佛森林研究所的退休高级研究员,他没有参与这个项目,他说:“这是一个有趣的研究。我认为他们得出的结论相对于他们所拥有的数据是可靠的。老实说,这项研究最大的挑战在于他们是在法国进行的,而不是在Sarracenia猪笼草的本土北美沼泽进行的。

他还指出,除了野生植物外,该研究还包括园艺品种,它们的行为可能有所不同。他说:“我很乐意看到这种工作在美国东南部的田野里进行,让植物在正常的栖息地生长。”

由于气候危机、污染和土地开发,这些自然栖息地正受到威胁,弗吉尼亚州伍德福德的梅多维尤生物研究站(Meadowview Biological Research Station)的主席兼主任菲尔·谢里丹(Phil Sheridan)博士说。

他没有参与这项研究,但称赞这是一篇“关键论文”,提供了“令人信服的证据”,证明猪笼草的气味和它们的物理结构会影响它们能够捕获的昆虫。他补充说,研究猪笼草很重要,因为它们在日益脆弱的生态系统中扮演着独特的角色。

“它们生长在非常敏感的栖息地,它们生长的地方的水非常干净,如果你污染了它,你就完了。它完成了,”谢里登说。“它们是美丽的植物,一旦它们消失了,就再也找不回来了。”

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