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Nature子刊:“猪笼草”特殊捕食技巧的进化机制

2017.2.14
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  以动物为食的植物似乎是整个植物界里噩梦般的存在,然而令人惊奇的是,世界各地的食肉类植物都不约而同地进化出了对肉类的敏锐味觉。

  在最近的一项研究中,研究者们分析比较了来自澳大利亚,北美洲以及亚洲等多个地区的,不同种类的猪笼草品种,他们发现这些植物捕猎的生物学机制出奇地一致,尽管它们生长于截然不同的环境中。

  该研究的首席作者,来自Buffalo大学的生物学家Victor A. Albert认为食肉类植物的进化路线是相对单一的。

  Albert等人对澳大利亚的猪笼草"Cephalotus follicularis"进行了全基因组的测序,并将其与北美洲的"Sarracenia purpura"以及亚洲的"Nepenthes alata"等进行了比对。结果显示,这些植物都具有相似的外观:它们的叶子呈杯状,内部十分湿滑,因此昆虫一但陷入则无法逃脱。

  当困住猎物后,卷叶底部将会分泌消化液,因此猪笼草能够摄取昆虫的养分供自己成长。

  在此以前,人们就已经知道不同的猪笼草具有相互交错的进化方式,但它们在生物学上的相似度还没有得到完整的揭示。

  这三株猪笼草尽管在结构上有一定区别,但经过进一步的分析,研究者们发现它们在进化上均使用了一种技巧:利用一类蛋白质抵御疾病的侵染,溶蚀将其转化为酶类,将降解昆虫的组织结构以供为己用。

  在这些酶中,有两类是简单的几丁质酶,能够降解昆虫坚硬的外骨骼;另外一类是紫色素酸磷酸化酶,能够帮助摄取磷元素。

  根据研究者们的说法,这些猪笼草在一亿年前就已经分道扬镳了,那么为什么它们能够进化出彼此十分相像的捕食特征呢?

  研究者们认为,这可能是由于其生长环境中缺乏特定的元素,而艰苦的环境往往会导致特殊的进化特征的出现。

  相关结果发表在《Nature Ecology & Evolution》杂志上。

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