互动科普

捕蝇草是一种非常有趣的食虫植物，曾让19世纪最伟大的科学家、进化论的奠基人达尔文深深着迷和惊叹不已，称其为“世界上最奇特的植物种类之一”。捕蝇草属于茅膏菜科，在叶的顶端长有一个酷似贝壳的“捕虫夹”，当有昆虫闯入时，能在0.1秒内瞬间闭合，展开无情杀戮。

捕蝇草可以引诱并捕获进入到叶面部分的苍蝇等昆虫，并将其消化吸收掉。磷、氮等各种养分是植物生长所必需的物质，但是，并非所有的土壤中都含有充足的养分来满足植物的生长需要。捕蝇草原产于美国北卡罗来纳州的湿地中，那里土壤中的氮极其贫瘠，因此，捕蝇草不得不通过捕食昆虫来补充氮元素。

避免“假警报”的奥秘

捕蝇草的捕虫过程大概是所有食虫植物之中最为奇特的，其捕虫机制也最为复杂。在捕虫夹表面长有3对几毫米长的细毛，这就是捕蝇草的感觉毛，感觉毛是一种感觉器官。当昆虫触碰到感应毛两次时，捕虫夹就会非常迅速地瞬间闭合。日本东北大学的上田实教授长期从事捕蝇草的研究，他介绍说：“捕虫夹关闭后再次打开是需要消耗一定能量的，因此，捕蝇草必须尽量避免‘假警报’。”如果感觉毛被触碰了一次捕虫夹就立刻闭合的话，那么雨滴等意外情况也有可能会触发无效动作，这就是“假警报”。相对来说，“感觉到两次触碰后才会闭合”的机制更有利于捕蝇草抓住猎物，尽量避免能量浪费。

花开、花落，以及含羞草一触碰就会“害羞”地低下头等，这些植物的“动作”都是由于细胞内水分变化的缘故。细胞失去水分后就会萎缩，吸收水分后就会胀大。上田教授解释说：“捕蝇草的捕虫夹能在0.1秒瞬间闭合，仅仅用‘细胞内水分的变化’这个因素，还并不能很好地解释‘为什么它能如此迅速地做出反应’的问题”。因此，应该还有其他机制在起作用。

研究显示，捕蝇草的捕虫夹与弹簧夹的动作机制简直完全相同。捕蝇草的叶片在被触发关闭的瞬间，能产生类似于弹簧的力量。假设那里卡着一个“金属扣”的话，就能够很好地解释为什么叶片会在瞬间迅速闭合了。法国国立科学研究中心的约耳·富德博士认为，细胞受到了叶片内部的压力，起到了弹簧的作用；而坚硬的表皮则起着“金属扣”的作用，抑制其变形。

（本文发表于《科学世界》2013年第12期）