作者:王兆昱 来源:中国科学报 发布时间:2023/12/4 17:37:15
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“有毒诱饵”:猪笼草用甜美花蜜引诱饥饿昆虫

 

猪笼草能够在不适宜生存的地方茁壮成长。在它们生长的东南亚和澳大利亚的土壤中,几乎没有什么氮元素,但有一个可怕的来源提供了这种必需的养分,那就是滑入猪笼草球状陷阱的小动物,主要是昆虫。

一项新研究揭示了猪笼草可以有效捕捉猎物的原因:它可以产生一种含有强效神经毒素的花蜜,使猎物在叶片边缘失去平衡。相关研究11月25日公布于bioRxiv上。

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猪笼草分泌甜蜜花蜜吸引昆虫 图片来源:MICHAEL DURHAM/MINDEN PICTURES

英国布里斯托大学研究员Ulrike Bauer表示,这一发现令人着迷。她研究猪笼草已经将近20年,但她没有参与这项研究。她说,花蜜在很长时间以来一直被忽视,并且花蜜中含有“毒药”化合物的想法是合理的。然而,她和其他人希望有更清晰的证据,证明毒素源于花蜜,并且确实是不幸昆虫跌入陷阱的原因。

论文作者之一、植物化学家Sabulal Baby研究食肉植物已经超过10年,他称其为“地球上最独特的生命形式”。他和他的同事发现,印度猪笼草的边缘会发出荧光,新打开的捕虫器会释放二氧化碳,这些特征都能吸引昆虫。他们还知道,这些植物会在陷阱及其周围产生花蜜,作为诱饵。他们决定进一步研究。

在其他植物中,花蜜并不是用来伤害昆虫的,而是用来保护自己的——花蜜的高含糖量会吸引蚂蚁,蚂蚁的出现和攻击性会吓退潜在的食草动物。但是当Baby等人认真研究了他们研究所植物园中几种猪笼草花蜜的成分时,发现了花蜜中含有(+)–isoshinanolone——一种干扰乙酰胆碱酯酶的酶活性的化合物,乙酰胆碱酯酶可以防止生物神经元之间乙酰胆碱的积累。乙酰胆碱过多会导致肌肉痉挛、无力、模糊视觉和瘫痪。

Baby等人检查了在猪笼草液中淹死的蚂蚁,发现它们的组织中几乎没有乙酰胆碱酯酶活性;而在植物外部收集的蚂蚁显示出更多的这种活性。Baby说,这表明花蜜抑制了昆虫的运动,使它们暂时变得笨拙,更有可能跌入猪笼草。

Bauer并不认为这种关系有多么不平衡。花蜜没有强效到猪笼草可以捕捉到每一只摄取的蚂蚁,许多昆虫能够摆脱花蜜的影响,成功把“甜点”带回家。她指出,糖对蚂蚁来说是一种重要的食物资源,而工蚁相对来说是可以牺牲的。“对于蚂蚁群体来说,牺牲一些工蚁是一笔好交易,只要幸存下来的工蚁能够带来足够的糖来抵消那种损失。”Bauer说。

墨西哥国立理工学院科研与高级研究中心的专家Martin Heil表示,用花蜜操控昆虫并非闻所未闻。尽管如此,他认为论文作者提供的数据只是间接的。他希望看到对摄取花蜜前后的活体蚂蚁进行实验,以确定花蜜对捕食的真正影响。

Bauer表示,在她的研究中,并未看到食用猪笼草花蜜后蚂蚁运动受损的情况。不过她没有专门研究印度猪笼草,而花蜜成分在不同种类之间是有差异的。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1101/2023.11.25.568661

 
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