食虫植物的研究和利用

说起食虫植物来真是奇妙，好似植物王国里的“天方夜谭”。它们不仅像普通的绿色植物一样有根茎叶的分化，叶中含有叶绿素，能进行光合作用，自己制造养料，而且又能象动物那样捕食昆虫。食虫植物的这种奇妙适应性，曾被英国著名生物学家达尔文誉为物种进化过程中巧夺天工的范例，他曾对许多食虫植物进行过研究和观察。达尔文尤其对捕蝇草感兴趣，并用它做了一个有趣的实验；他先后用水和糖水滴在捕蝇草的叶片上，但叶片都不闭合；他又用铅笔或玻璃棒去拨弄叶片中部的激发刚毛（感觉毛），叶片虽然闭合，但很快又重新张开，也不分泌消化液。

那么，究竟是什么东西促使食虫植物分泌消化液的呢？达尔文又用茅膏菜和捕蝇草等进一步做实验发现，用糖或碳酸钠等刺激它们的叶片，并不能引起消化液的分泌，而用各种含氮化合物刺激时，叶片即会分泌消化液。其实，昆虫就能够分泌多种含氮化合物。牛津大学的罗宾斯通过对捕蝇草研究认为，这种含氮化合物可能是尿酸，因为所有昆虫的排泄物中都含有丰富的尿酸。

科学家还对食虫植物的消化吸收过程进行了研究，有人用放射性同位素氮15标记果蝇来“喂”茅膏菜，结果发现，蛋白质被分解成氨基酸后，即被叶片吸收，通过导管到达木质部，然后再输送到根部。

食虫植物是如何分泌粘液和消化液的呢？这也是科学家十分感兴趣的一个问题。近年来，通过电子显微镜观察和细胞化学反应研究发现；粘液是由腺毛分泌细胞内的高尔基体合成和积贮的。以后高尔基体产生许多囊泡，囊泡携带粘液慢慢向质膜移动，并与质膜融合，然后将粘液排到质膜外，最后经过细胞壁分泌到腺体表面。消化腺分泌的消化液也是由分泌细胞的高尔基体聚积的，然后一部分暂时贮存在附近的小液泡内，一部分通过囊泡排到质膜外；当一旦受到捕获物刺激时，消化液就经过细胞壁分泌出来。据对10多种食虫植物消化液的分析研究结果，里面含有多种酶类，其中以蛋白酶、酯酶和酸性磷酸酶比较普遍存在。

大家知道，酶也是蛋白质，食虫植物由高尔基体分泌蛋白质，这一点与动物类似。食虫植物与动物的相似之处还有，细胞内网器特别发达；分泌细胞的细胞核中含有丰富的DNA，这一点也是动物腺细胞的典型特征之一。

科学家还对食虫植物的敏感性进行了探索，加拿大科学家斯图尔特·雅各布松等人发现，当刺激捕蝇草的感觉毛时，便会产生电信号，这种电信号本身非常类似动物的神经电信号。有人认为，食虫植物的这种类似神经活动的水平，大约可与某些最简单的动物如海葵和其他腔肠动物相比。还有人测出捕蝇草中电信号的传递速度为每秒20毫米。

食虫植物的这些奇妙特性，引起了科学家的极大兴趣，他们不仅在探索其中的奥秘，而且还正在利用它们来为人类服务。有的科学家在收集食虫植物，并进行人工栽培。最容易获得和栽培的品种有捕蝇草、猪笼草、茅膏菜、眼镜蛇瓶子草等。

现在人们在植物园和公园中栽种一些食虫植物，供参观者欣赏。还有一些植物爱好者在房前屋后和庭院里栽上几盆食虫植物，不仅在自己的家中就可观赏到大自然的奇景，而且还可以帮助人们消灭蚊蝇，有利于改善环境卫生。

在农业上，可利用食虫植物来消灭害虫。如英国利用茅膏菜捕食了数万只迁飞来的菜蝶，使很多菜田免遭灭顶之灾。更令人鼓舞的是，在食虫植物的启示下，人们有可能培育出有自卫能力的食虫作物，这样就可节省农药和喷药用工，从而降低农业生产成本，同时也可减轻对环境的污染。据说，人们已经找到了一种野生的玻璃维亚食虫马铃薯，它的叶子能分泌粘液来捕捉蚜虫、蟎、蓟马和各种小甲虫。科学家正在利用它与一种高产马铃薯杂交，试图培育出既高产又能捕虫子的马铃薯。这种马铃薯一旦培育成功，不仅可减少马铃薯的害虫，而且还能降低马铃薯病毒病的发生率。因为它所捕食的蚜虫，正是马铃薯卷叶病毒病、马铃薯丫病毒病等的传播媒介。

此外，自然界中食虫真菌种类较多，主要分布在土壤中、动植物残体和动物粪便上。科学家正在筛选和寻找侵染性强的种类，以便经过大量繁殖，做成菌丝粉，再撒到土壤中去，消灭农作物的线虫病；或拌在饲料里，用以防治家畜的线虫病。

随着基因工程的不断发展，人们也许可利用基因转移手段，来获得新型的会捕食害虫的作物新品种。