食蟲植物的研究和利用

說起食蟲植物來真是奇妙，好似植物王國裏的“天方夜譚”。它們不僅像普通的綠色植物一樣有根莖葉的分化，葉中含有葉綠素，能進行光合作用，自己製造養料，而且又能象動物那樣捕食昆蟲。食蟲植物的這種奇妙適應性，曾被英國著名生物學家達爾文譽為物種進化過程中巧奪天工的範例，他曾對許多食蟲植物進行過研究和觀察。達爾文尤其對捕蠅草感興趣，並用它做了一個有趣的實驗；他先後用水和糖水滴在捕蠅草的葉片上，但葉片都不閉合；他又用鉛筆或玻璃棒去撥弄葉片中部的激發剛毛（感覺毛），葉片雖然閉合，但很快又重新張開，也不分泌消化液。

那麽，究竟是什麽東西促使食蟲植物分泌消化液的呢？達爾文又用茅膏菜和捕蠅草等進一步做實驗發現，用糖或碳酸鈉等刺激它們的葉片，並不能引起消化液的分泌，而用各種含氮化合物刺激時，葉片即會分泌消化液。其實，昆蟲就能夠分泌多種含氮化合物。牛津大學的羅賓斯通過對捕蠅草研究認為，這種含氮化合物可能是尿酸，因為所有昆蟲的排泄物中都含有豐富的尿酸。

科學家還對食蟲植物的消化吸收過程進行了研究，有人用放射性同位素氮15標記果蠅來“喂”茅膏菜，結果發現，蛋白質被分解成氨基酸後，即被葉片吸收，通過導管到達木質部，然後再輸送到根部。

食蟲植物是如何分泌粘液和消化液的呢？這也是科學家十分感興趣的一個問題。近年來，通過電子顯微鏡觀察和細胞化學反應研究發現；粘液是由腺毛分泌細胞內的高爾基體合成和積貯的。以後高爾基體產生許多囊泡，囊泡攜帶粘液慢慢向質膜移動，並與質膜融合，然後將粘液排到質膜外，最後經過細胞壁分泌到腺體表麵。消化腺分泌的消化液也是由分泌細胞的高爾基體聚積的，然後一部分暫時貯存在附近的小液泡內，一部分通過囊泡排到質膜外；當一旦受到捕獲物刺激時，消化液就經過細胞壁分泌出來。據對10多種食蟲植物消化液的分析研究結果，裏麵含有多種酶類，其中以蛋白酶、酯酶和酸性磷酸酶比較普遍存在。

大家知道，酶也是蛋白質，食蟲植物由高爾基體分泌蛋白質，這一點與動物類似。食蟲植物與動物的相似之處還有，細胞內網器特別發達；分泌細胞的細胞核中含有豐富的DNA，這一點也是動物腺細胞的典型特征之一。

科學家還對食蟲植物的敏感性進行了探索，加拿大科學家斯圖爾特·雅各布鬆等人發現，當刺激捕蠅草的感覺毛時，便會產生電信號，這種電信號本身非常類似動物的神經電信號。有人認為，食蟲植物的這種類似神經活動的水平，大約可與某些最簡單的動物如海葵和其他腔腸動物相比。還有人測出捕蠅草中電信號的傳遞速度為每秒20毫米。

食蟲植物的這些奇妙特性，引起了科學家的極大興趣，他們不僅在探索其中的奧秘，而且還正在利用它們來為人類服務。有的科學家在收集食蟲植物，並進行人工栽培。最容易獲得和栽培的品種有捕蠅草、豬籠草、茅膏菜、眼鏡蛇瓶子草等。

現在人們在植物園和公園中栽種一些食蟲植物，供參觀者欣賞。還有一些植物愛好者在房前屋後和庭院裏栽上幾盆食蟲植物，不僅在自己的家中就可觀賞到大自然的奇景，而且還可以幫助人們消滅蚊蠅，有利於改善環境衛生。

在農業上，可利用食蟲植物來消滅害蟲。如英國利用茅膏菜捕食了數萬隻遷飛來的菜蝶，使很多菜田免遭滅頂之災。更令人鼓舞的是，在食蟲植物的啟示下，人們有可能培育出有自衛能力的食蟲作物，這樣就可節省農藥和噴藥用工，從而降低農業生產成本，同時也可減輕對環境的汙染。據說，人們已經找到了一種野生的玻璃維亞食蟲馬鈴薯，它的葉子能分泌粘液來捕捉蚜蟲、蟎、薊馬和各種小甲蟲。科學家正在利用它與一種高產馬鈴薯雜交，試圖培育出既高產又能捕蟲子的馬鈴薯。這種馬鈴薯一旦培育成功，不僅可減少馬鈴薯的害蟲，而且還能降低馬鈴薯病毒病的發生率。因為它所捕食的蚜蟲，正是馬鈴薯卷葉病毒病、馬鈴薯丫病毒病等的傳播媒介。

此外，自然界中食蟲真菌種類較多，主要分布在土壤中、動植物殘體和動物糞便上。科學家正在篩選和尋找侵染性強的種類，以便經過大量繁殖，做成菌絲粉，再撒到土壤中去，消滅農作物的線蟲病；或拌在飼料裏，用以防治家畜的線蟲病。

隨著基因工程的不斷發展，人們也許可利用基因轉移手段，來獲得新型的會捕食害蟲的作物新品種。