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食肉植物(carnivorous plants),又名食蟲植物(insectivorous plants)[1],指能夠誘捕昆蟲或其他小動物,並能夠分泌消化液將其消化以補充自身養分的植物。其典型的代表如豬籠草和捕蠅草等。根據品種不同,有些食蟲器官較大者甚至可捕食小型蛙類、蜥蜴和鳥。1875年,查爾斯·達爾文發表了《食蟲植物》,這是第一部認識到植物食肉性意義的著作。
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食蟲植物遍布溫帶和熱帶地區的大陸和島嶼,大部分的食蟲植物生長在陽光照射充足的溼地,那裡的土壤一般十分貧瘠,往往缺乏可供這些植物直接利用的氮或磷。研究表明,嚴格意義上的食蟲植物在數個不同目的被子植物中獨立進化了至少 12 次[2][3][4][5][6],並演化出了十幾個屬。目前發現並確定具有食蟲性的植物已有600種以上[7],新的食蟲植物類群甚至仍在發現或確認。
一種植物想要成為嚴格意義上的食蟲植物通常需要具有以下特徵[8]:
當然,這個標準並不適用於所有植物,例如毛西番蓮滿足上述五條特徵中的每一條,但是它並不依賴於這些養分,在肥沃的土地上照樣生長的很好,再加上它捕蟲的目的更傾向於保護果實,故一般不被視為食蟲植物。
一種或一類植物要被確認為真正的食蟲植物,就必須表現出某些適應性特徵專門用於吸引、捕獲或消化獵物。通常情況下,一類植物只演化出了一種性狀來食蟲,因此許多食蟲植物屬缺乏上述一些屬性。第二個要求是能夠從死亡獵物中吸收營養,並通過增加生長或花粉/種子的產量,從獵物的營養當中獲取養分並產生優勢 。然而,那些可能會機會性地利用死去動物的營養物質而不專門引誘和捕獲動物的植物被排除在食蟲植物之外。此外還要將食蟲性的殺蟲與防禦性的殺蟲區分開來,出於防禦目的而殺蟲的植物可能會殺死昆蟲或使昆蟲喪失能力,但它們當中的絕大多數都無法做到消化和吸收這些被殺死的昆蟲——就算有,它們往往也很難利用這些養分產生競爭優勢。
目前已在食蟲植物當中發現了五種基本的捕蟲機制[9]:
這些陷阱可能是主動的,也可能是被動的,具體取決於運動是否有助於捕獲獵物。例如,穗葉藤是一種被動型的黏附陷阱,它的腺毛可以分泌粘液,但其葉子不會因捕獲獵物而運動。而茅膏菜是一類主動型的黏附陷阱,在捕捉到獵物時,其葉片在一系列信號的介導下會經歷快速的酸生長,這是單個細胞的伸長,而不是細胞分裂。快速的酸生長使茅膏菜的觸手發生酸彎曲,這有助於防止獵物逃跑和增加消化面積。[11]
絕大多數食蟲植物都只有一種捕蟲機制,但也存在部分食蟲植物存在複合型陷阱,最典型的就是無刺豬籠草等豬籠草不僅可以依靠陷落型的捕蟲籠來捕獲昆蟲,還可以依靠其中高粘度的消化液來粘住昆蟲。
除了上述五種基本捕蟲機制以外,許多食蟲植物往往還伴隨有一些輔助捕蟲機制,能減少它們在捕蟲過程中的失誤,例如:豬籠草的籠唇往往十分光滑,這會讓許多昆蟲站不住腳而跌落其中;黃瓶子草分泌的蜜露中含有毒芹鹼等有毒物質,能將取食其蜜露的昆蟲麻痹甚至毒死,以捕獲一些飛行能力很強的昆蟲;茅膏菜的葉片在捕捉到獵物時會發生迅速的酸彎曲等。
臺拉維夫大學研究人員於2009年發表的一項研究表明,食肉植物產生的分泌物含有具有抗真菌特性的化合物,並可能導致開發出一類有效抵抗感染的藥物。[12][13]
在中醫上,豬籠草屬的植物(主要是奇異豬籠草)、茅膏菜屬的錦地羅[14]、光萼茅膏菜等植物可供藥用,一般的茅膏菜通常全草入藥,而具有球根的茅膏菜種類有時僅球根入藥,俗稱地下明珠,有些市售的藥用茅膏菜球根甚至還具備發芽能力。
食蟲植物大多生長在貧瘠且酸性的土壤,他們大多需要充足的光源。土壤須保持潮濕,園藝上常使用的土壤有泥炭土,鹿沼土,赤玉土,珍珠石,蘭石,水苔等等(請勿使用有含肥料的土,例如:營養土)
食蟲植物對施肥非常敏感,栽培食蟲植物的時候不可施肥。
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