为了帮食虫植物减肥,我找了好多棉花,把它的口一个一个堵住 | 高源

2021-08-04 星期三

其实保护动植物,不需要去深山老林,不需要上天入地,在身边就有值得我们关注的。


高源

北京自然博物馆副研究馆员




同学们好,我是来自北京自然博物馆高源今天给大家带来的是我和食虫植物的故事》



思想晚餐  


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与食虫植物结缘


说到我和食虫植物的故事,起源并不太好,这是一段噩梦和一部电影。


我小的时候看过一本书,书上说的都是在地理大发现时期的一些奇怪的事,其中有一段描述是这样的:在非洲某个神秘的地区,他们突然发现一种奇怪的植物。这种植物满身黏液,还是血红色的。它们能绑住一个人,并且不到半个小时就能把这个人给消化掉。所以黏液不是植物自身的,而是那些人的血。

 


我当时看完这个故事可害怕了。我想我这么胖、那么多肉,要是被捕虫植物给抓着了,它得多高兴啊,于是就做了噩梦。


没过多久,我又看了下面这部电影,对食虫植物就更没什么好印象了。

 

 

电影里的男主角养了一株植物,原本非常可爱,结果养着养着,养出一大嘴把男主角给吃了。当时我就在想,这世界上真的有食虫植物吗,它们真的能吃人吗?


然后,我又接触到了一个游戏“植物大战僵尸”,里面又出现了一种能吃人的花——食人花,我对这个问题越来越感兴趣了。


正好北京自然博物馆在2017年的时候筹办了一个全新的植物陈列,里面专门有一部分是讲食虫植物的。我本来躲的远远的,结果领导点名我做这部分的讲解,我就只能硬着头皮上了。


虽然我不喜欢,但因为跟工作有关,所以还是要好好研究,给同学们讲好。我就带着好多问题开始查资料,摆在我面前的第一个问题就是:究竟什么是食虫植物?


下图图左是家家都有的绿萝,而右边这个就是大名鼎鼎的捕蝇草。

 

食虫植物是一种会捕获并消化动物而获得营养(非能量)的自养型植物

大家往往都认为,食虫植物不吃虫子就会死。其实并不是这样的,它们不仅不会死,活的还不错。那到底什么是食虫植物呢?根据文献资料,定义是这样的:食虫植物是一种会捕食,并消化动物获得营养的自养型植物。


这里有两个关键的要点。第一点叫又抓又吃;第二点就是自养。


先讲自养。有自养就有异养,如果把食虫植物搁到外面100天,不给它虫子吃,它依然活得很好,就说明植物都是可以自养的。自养就是自己养自己的意思,它可以用光合作用产生能量养活自己。而我们则是异养生物,要通过不同的生物给我们提供能量。

 

但是,它们为什么又要抓虫子呢?而且它们不仅要抓,还要消化掉。消化的过程特别酷。《西游记》有一集讲金角大王、银角大王,他们有一个宝葫芦,叫一声名字,一答应就会被吸进去,然后一摇,过一会儿,就化成脓水了。其实捕蝇草也是,夹住了,虫就化成脓水了。而食虫植物不仅能抓,还能消化,又抓又吃。


还有一类植物跟它就些不太一样,叫捕虫植物。如果食虫植物是指又抓又吃,那捕虫植物就是只抓不吃。

 

比如花柱草,它是一种捕虫植物,特别神奇。它用花瓣的变形、颜色吸引虫子过来,搂住这小虫子就跟球一样揉,为什么?传播花粉:它开花的时候需要把花粉传播出去,把昆虫抓过来一揉,沾满花粉了,然后再拿一个特殊的结构把它弹飞,就能让虫子帮它传粉了。


那为什么食虫植物是自养的,还一定要吃虫呢?因为它们的生活环境太独特了。


食虫植物吃什么虫?为什么要食虫?

 

看下面两张图,左边是酸性的沼泽,右边是石漠化地区,说白了就是石岗,都是石头。显而易见,这些地区的环境可没那么有营养,很恶劣,它们缺少植物生活中最重要的一类元素——氮元素。如果缺少氮元素,植物虽然不会死,但会营养不良,特别蔫。


其生长于土壤贫瘠,特别是缺少氮素的地区

 

所以这些食虫植物演化出来了捕虫的技艺,这就是大自然进化的传奇了。虽然它们生的地方不好,但是自强不息。


那我们经常说的食虫植物只吃虫吗?下图左是一株猪笼草,人们在里面发现了老鼠。而右边则是一株捕蝇草,抓住了一个小型的蛙类。

 

食虫植物的大部分猎物为昆虫和节肢动物

 

所以食虫植物不仅仅吃昆虫和节肢动物,有些时候它们还可以吃小型的哺乳动物,非常厉害。所以在科普书中也可以看到,食虫植物约等于是食肉植物。


了解了食虫植物是什么后,我们还要了解它的庞大家族。全世界有600多种食虫植物,分为七类,我觉得它们跟七个葫芦娃肯定“串通“好了。从大娃到七娃,葫芦娃有七个,食虫植物也有七娃。


全世界食虫植物分布于10个科约21个属,有630余种

 

第一娃就是最有名的猪笼草。第二娃是我最喜欢的,也是跟它故事最多的瓶子草。第三个是捕蝇草。第四个比较少见,被称为水里的捕蝇藻,叫做貉藻。第五个是茅膏菜,特别漂亮,像个小太阳一样,浑身都是黏液。达尔文最喜欢它了,经常研究它。

 

第六个比较少见,猛的一看像多肉植物,其实是捕虫堇,又黏又有小毛毛,能够粘昆虫。而且通常的植物叶片是往外卷,比较舒展,而捕虫堇的叶片都是往里面卷的,为了防止虫子跑出去。


最后一个特别神奇,长得像小白兔一样,这是小白兔狸藻。狸藻有陆生的,也有水生的。

 


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我与食虫植物在春夏秋冬的故事

一共有这7种食虫植物,为了讲地生动,我在准备讲解的时候不仅查阅了资料,我还养了它们,所以就正式开始了我跟食虫植物的故事。


在这几类中,我选来选去,觉得瓶子草最有意思,所以养了瓶子草。大家看到的五彩斑斓、多种多样的瓶子草,像一个花瓶一样。但其实它们能分泌有麻醉作用的蜜露,一旦昆虫舔到这个蜜露,就会晕头转向地掉进去。而这个瓶子草里面的溶液,就是我小时候特别害怕的那种可以消化东西的溶液。


随着我饲养、观察它们,慢慢我就想以身试法,想等我把它们养熟了,把手指头伸进去,或者舔一舔,看到底有没有这样的作用。所以我特别兴奋地开始了食虫植物的养殖工作。

 


这些瓶子草都是非常有名的,上图最左边的是美国的一个极少见种类,叫做绿瓶子草。上面那个像灯笼一样的是它的花。它的瓶子是由叶子演化而来的,主体是它的变态叶。


上图右边竖着的是最多的一种,叫黄瓶子草。中间上面的红的叫太阳瓶子草,特别漂亮。然后旁边发白那个叫白瓶子草。最中间那个像鹦鹉嘴一样的叫鹦鹉瓶子草。再往下面看,颜色深一点儿那个叫紫瓶子草。然后我花最多钱买的,最珍贵的一个就是后面那个像眼镜蛇吐着两个须子的眼镜蛇瓶子草。这些我都养过,所以比较了解它们。


我的故事就从春季开始了。春季是我最痛苦的一个季节,为什么呢?


因为春天是最累、最忙的。我要忙三件事:第一件事,传粉;第二件事,移苗;第三件事,防虫害。

 

春天食虫植物故事---授粉移苗防虫害


第一个传粉。大家都知道,春天开花后,要是想繁殖后代就得利用好它的花粉。那为什么要帮着传粉呢?因为我要做神奇的育种实验。


为什么说传粉比较辛苦呢?因为这个瓶子草的开花时间快。


比如说今天开花,立刻就开了,开了以后花粉立刻就成熟了,然后逐天会衰减它的活性。第一天花粉刚出来后,到第二天花粉的生命力最强的时候,我就赶紧要帮它授粉,如果到了三四五六天了,花粉就逐渐蔫了,即使授粉成功了也不行。


所以我春季的时候什么都不干,24小时里只睡4个小时,剩下20个小时就拿一支小授粉笔,天天蹲坐在在花丛之间,动也不动,扒开一朵花就在那儿涂。

 

这个过程是要非常精细的,为什么呢?如左上图,瓶子草的花其实是一种自花传粉比较多的植物,图中膨大的圆球就是它的子房,它的花蕊在这个圆球的上方。而它的柱头在哪儿呢?如左下图图,我给大家扒下来看了一个。可以看到,柱头是比花瓣长得高的,所以通常花粉就会掉到中间内部,柱头根本就沾不着。


自己养的时候,又没有这么多的蜜蜂帮助传粉,所以我只能把每朵花扒开,然后把花粉涂到上面去。量非常非常大,而且还要目不转睛,因为稍微一使劲,柱头就被弄坏,它就死掉了,所以传粉是很重要的。


第二个就是移苗。到春季的时候,好多小苗都苏醒了,我要一棵一棵的把它们挪开。一个托盘大约有40株,我要挪大约200个托盘,所以科学研究还是比较辛苦的。


那什么是防虫害呢?虽然食虫植物是吃虫子的,其实它们也很怕虫子,给大家举两个例子。


一个就是下图的蚜虫,它能吸食植物的汁液,植物被吸干了就死掉了。

 

 

还有一个是胡蜂,更厉害了。它们前面有两个大颚,是能够咬肉的牙齿。如果它不小掉到这瓶子草里去了,它会挣扎,咬开一个洞,然后从那儿钻出去。

 


但是我统计了一下,掉进里面被迷得差不多的胡蜂,即使咬了洞,但还没咬开就差不多死了。所以成功几率并不高,但是它们会把我的植物咬坏。所以到春季我是最忙的,每天只睡4个小时,20个小时要传粉、移苗、防虫害。


此外,到了春季我还最期待一件事,就是做杂交实验。就是不同的品种进行杂交,培育新的品种。

 

 

我选用的父本是华丽黄瓶子草,父本提供花粉。母本选用的则是非常漂亮的粉红短绒毛瓶子草。2019年,我把父本的花粉涂抹到母本的柱头上面,开始进行杂交实验后,就在家里天天盯着它们。到了第二年,我就发现成功了,它们开始出现小苗了。


因为沉迷于食虫植物,我把它取名为“辰迷一号”。经过了两年的生长期,它就已经长这么大了,我很兴奋。但是再往下面杂交,就要等待4年的时间了。因为4年后它们才能长高,花粉才具有活性,才可以再继续去做杂交实验。


大家仔细看会发现,上图中小苗苗里有的发红了,有的还是发绿、发黄,也就是有一些好玩的性状已经出现了。下一步我就要慢慢地把它们养大,然后把它们分出来,选择哪些性状、哪些特点是我想要的,就留下来。等它们长高,然后取它们的花粉再进行自交,或者再进行杂交。


自交就是自己的花粉涂到自己的柱头上,杂交就是两个品种之间杂交。但是自交本身会发生变化吗?也会的。所以在做杂交实验的同时,我还在做自交实验。

 

有趣的自交育种实验:2017年进行的帝王瓶子草的自交

 

上图是个有趣的自交育种实验,这个实验时间更长,它们已经长的很大了。我在2017年初步接触食虫植物时候就做了一个自交实验。我选择的物种特别霸气,叫帝王瓶子草。上图那株高高的是它们的爸爸兼妈妈,然后它们的孩子们就是底下那一小盆,已经长得这么高了。


它们也出现了一些变化,比如原本帝王瓶子草是绿色的,没有红色,但是在我培育的这些个体里面有红喉的现象,这标志着育种是成功的。


为什么它叫帝王瓶子草,为什么要选它做自交实验呢,只是因为高和大吗?


帝王瓶子草最大能挑战一个吉尼斯纪录。美国培育好的帝王瓶子草可以长到1.2米,所以大家可以期待一下,有兴趣的可以跟我一起来做这个育种实验,培育中国最高的瓶子草。


春天讲完了,到了夏天。夏天也很忙碌,要控温浇水。控温是最重要的,因为食虫植物受不了暴晒。虽然它喜欢阳光,但是不能暴晒。


夏天食虫植物故事---控温浇水“别吃撑”

 

上图左是我跟王辰老师搭建的温室,里面种着各种各样的食虫植物。夏季最好玩的一件事就是帮助食虫植物减肥,别让它们吃撑着。因为夏天昆虫比较多,而它们又特别贪吃,所以我找了好多棉花,如上图右一样把它的口一个一个都给堵住。


这样做它不仅不会死,相反,如果太多昆虫掉进去,昆虫会臭、会腐烂、会分泌一些物质,反而把植物“烧”坏了。


到了秋天我就比较轻松了,主要做科普教育工作,到处带学生,给孩子们讲课。


到了冬天就更忙了,基本睡不了觉,要通宵达旦地守温度,为什么呢?


冬天食虫植物故事---通宵达旦守温度

 

因为食虫植物比较怕冷,有一条生命线是7摄氏度。所以我印象最深的一件事,是我在冬天午夜12点的时候,开车去温室烧甲醇的炉子,一旦烧开是不能走开的,因为甲醇会爆炸。所以我从12点睁着眼睛,一直守到了早上7点。


所以,做一些与自然科学相关的事情没有那么容易,虽然非常有意思,但需要大家付出精力和时间。



思想晚餐  


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故事未完,期待和大家一起续写

 

其实食虫植物的故事有很多,我不一一展开了,未完待续,而且我想邀请大家跟我一起来续写这个故事。


下面这张照片是我去中科院植物所查阅标本的一张工作照,为什么要去查阅标本?因为我发现了一个很严重的问题,现在市面上看到的大量食虫植物,包括可以买的可以养的,都来自国外。

 


那中国的食虫植物呢,带着这个问题我走进了植物研究所,查阅了几百份标本,一篇一篇、一张一张地看,结果发现,大部分的标本居然都是跟国外交换来的,比如日本、澳大利亚、美国、匈牙利。

 

中国的食虫植物在哪里?

 

而我们国家的食虫植物标本只发现了很少的一部分,而且是五几年、六几年采集的,只有一些茅膏菜和狸藻。而猪笼草我们中国只有一种,叫中华奇异猪笼草,现在濒临灭绝,只有不到200棵野外植株了。


这么有趣的食虫植物,它们非常需要我们的关注和保护,所以我故事的下一个方向就不是研究和种植那些国外的种类了。我想邀请同学们,以及看到这个演讲的朋友们,跟我一起去搜索、去保护中国的食虫植物。


其实保护物种,保护植物、动物,不需要去深山老林,不需要上天入地,在身边就有值得我们关注的。比如一种由于环境污染在华北地区消失了30年的黄花狸藻,前不久刚刚在北京的翠湖湿地和奥森又发现了,它们开的花像小金鱼一样。

 

北京的食虫植物-黄花狸藻

 

我连年去找,但是不稳定。一年发现了,一年又没了。那为什么叫狸藻呢?因为它们像狐狸一样狡猾。它们有特殊的捕虫囊,在水里面形成一个一个的小鼓泡,专门吃水里的昆虫。一旦有小昆虫接近,它们就会像抽真空一样,一吸就把这个虫子给吸进去了。可这么神奇的植物,几乎没有人研究过。

 

我拜托全国自然博物馆的朋友帮我去找它们的标本;拜托所有可以去野外的老师在看动物的同时,帮我找一找有没有原生的食虫植物;同时我也拜托各位同学们,如果你发现了请告诉我,我们一起关注和守护,中国本土的食虫植物。


下图这张照片是我们馆的植物展厅,欢迎大家有机会走进北京自然博物馆,了解有趣的食虫植物。


 

而我也说到做到,以身试法,舔了瓶子草的蜜露。

 

 

它像蜜露一样很甜,真的会有一点点麻。但这是不科学的,大家不要去随便接触。而且其实我之前做了一些研究,发现它没有那么大的毒性才敢去舔的。


最后,希望大家能一起帮我去守护、寻找和关注食虫植物。谢谢大家。



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