周三下午,云南西北部的一处高海拔山林里,一株开着明黄色小花的植物,被中科院昆明植物研究所孙航团队正式确认为一种全新的食肉植物。这个看似不起眼的物种,用显微镜才看得清的粘性陷阱,验证了达尔文在1875年写下的一条大胆推测——植物界至今仍在兑现那位进化论先驱的生态想象力。
这株学名 Saxifraga candelabrum 的虎耳草,生长在中国山地森林的草丛中,高不过数十厘米。它没有捕蝇草的弹簧夹,也没有猪笼草的水罐瓶,捕虫结构仅是茎叶表面密密麻麻分布的带有腺体的茸毛。当果蝇或其他小型昆虫一旦触碰,就会被腺体分泌的粘液牢牢粘住,随后消化酶开始渗入虫体,将蛋白质分解为可供植株吸收的氮素。
孙航团队的工作几乎穷尽了食肉植物研究的全部工具箱。研究人员先在原生境里反复确认捕虫现象的真实性,把野外观察到的粘虫样本带入实验室;接着借助基因组测序,比对已知食肉植物的功能基因谱系,发现 S. candelabrum 在营养吸收通路上的关键基因拷贝,与茅膏菜等经典食肉类群高度趋同。然后他们布置了一场“果蝇盛宴”——用同位素标记的果蝇喂养植株,直接追踪氮元素从昆虫尸体进入植物组织的完整代谢路径。论文于本周二发表在《自然·通讯》上。
“很多论文只覆盖食肉综合征的一两个方面,但这篇研究从野外观察到同位素追踪、再到实验室基因组学,一个都没放过。”英国皇家植物园邱园的植物学家马克·蔡斯评价说,他本人没有参加这项研究,但认为这种多手段交叉验证的说服力极强。
正是这些茸毛,让一个半世纪前的达尔文在显微镜前停下了目光。1875年,达尔文在《食虫植物》一书中提出,虎耳草属里的有些成员,可能也有消化动物蛋白的能力。他观察到的形态学线索,正是当时在其他食肉植物中多次出现的腺毛结构,尽管他所推测的具体物种与 S. candelabrum 并不相同。孙航解释说,这次发现的粘性陷阱,为食肉植物的功能性演化提供了一个全新范例:不需要高度特化的捕虫器,也能完成吸引、捕获、消化和吸收的全部流程。
“Saxifraga candelabrum 的发现提醒我们,自然界中可能还存在着大量不起眼的食肉植物,或者只具备部分食肉性状的过渡类型。”孙航说。这让更广泛的植物演化拼图变得微妙起来:虎耳草科过去被认为与食肉性几乎无关,如今却跨出了一大步。
对这一新物种的同行评审人、加拿大湖首大学生物学家林千石用了一个简短的评价:“发现一种新的食肉植物,肯定不是天天都有的事。”在全球已知的近四百种食肉植物中,每一种新类群的加入,都意味着过去关于营养策略的边界需要重新绘制。而 S. candelabrum 恰好站在了那个边界上——它既不是完全的被动粘捕型,也没有主动运动的陷阱,却用最平凡的结构完成了一场跨越百年的预言。
随着更多山地生境调查的推进,那些混迹于野花丛中的“微杀手”,或许正在等待下一束来自实验室的解剖镜头。
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