跳到主要內容

吃肉的植物Genlisea

Genlisea violacea. 圖片來源:wiki

在台灣可能沒有多少人看過Genlisea這一屬的植物,這屬的植物大約有30種,原產於非洲以及中南美的砂質土壤中。

一開始看到這種植物,如果跟你說它是吃肉的,你一定不相信。畢竟它既沒有如捕蠅草的葉片,也沒有豬籠草的籠子,更沒有狸藻的捕蟲囊。那麼,它是靠什麼來讓它自己吃到肉呢?

這一屬的植物,依靠的是它們的「根」。其實它們沒有根,照片上白白的看起來像根的構造是葉子的變形。它的「根」末端開叉成Y字形,裡面有200微米(micrometer)寬,裡面充滿了長長的毛,全部都指向內部。

Genlisea的「根」。圖片來源:Nature

這麼小的陷阱抓什麼呢?它們主要抓的不是昆蟲,而是土壤中的原蟲(protist)。照片裡面已經卡了一隻原蟲,這些長長的毛會防止牠逃脫,然後我們的吃肉植物就可以享受微米級的肉。 當然,比起奈米雞排可能微米原蟲還是大得多了(誤),不過這就是它謀生的方法。

另外一種捕原蟲的植物則是地錢(Pleurozia purpurea)。

圖片來源:wiki

這種地錢,具有類似狸藻的捕蟲囊的構造,而且,它們的捕蟲囊還有只向內開的蓋子。因此,只要有東西游進去就出不來。

更厲害的是,Genlisea的「根」會分泌化學物質來吸引原蟲;而地錢雖然不會分泌化學物質,卻因為它的表面總是有不少細菌,而這些細菌正是原蟲的糧食,所以原蟲也很喜歡在地錢身上爬來爬去,一不小心就爬進陷阱囉!

參考文獻:

Wilhelm Barthlott, Stefan Porembski, Eberhard Fischer & Björn Gemmel. 1998. First protozoa-trapping plant found. Nature 392, 447 | doi:10.1038/33037

2015/2/6. Jennifer Frazer. For These Plants, No Victim Is Too Small. Scientific American.

留言

這個網誌中的熱門文章

蠔菇(Pleurotus ostreatus)是葷食還是素食呢?

  圖片來源: 維基百科 蠔菇( Pleurotus ostreatus )是很受素食者歡迎的食物。在素食餐廳裡絕對不會看不到蠔菇,不管是清炒或做成羹,都很美味。 但是有一點素食者可能不知道的事情是:蠔菇是吃葷的!蠔菇會產生菌絲柄,頂上有一小滴有毒物質,靠著它來麻痺土壤中的線蟲,讓菌絲可以慢慢穿透線蟲的嘴,再從內部開始消化線蟲...所以到底蠔菇是素食還是葷食呢? 撇開蠔菇到底是葷食還是素食的大哉問不管,有一個台灣的研究團隊對於蠔菇到底怎樣成功地捕捉獵物感興趣。他們的研究發現,蠔菇會經由線蟲的纖毛作用,讓線蟲的頭部以及咽喉部的肌肉細胞因為發生大量的鈣離子流入導致過度收縮,最後造成全身神經細胞與肌肉細胞的壞死,造成線蟲癱瘓。 研究團隊發現,這個機制對許多線蟲都有效,即使那些線蟲在演化上已經分開了2.8-4.3億年。 所以,回到我們的大哉問,到底蠔菇是葷食還是素食?從永續的角度來看,吃蠔菇似乎很不環保,但蕈類究竟有多少有這樣的生活形態,會不會這樣的生活形態對很多蕈類都是如此呢? 後記:許多網友回饋提到,牛吃草但是牛是葷食,所以葷素應該不是用生物的食性來區分的;不過從永續的角度來看,如果我們想要少消耗一點地球的資源,似乎吃吃葷的植物也相對消耗資源較多? 參考文獻: Sensory cilia as the Achilles heel of nematodes when attacked by carnivorous mushrooms Ching-Han Lee, Han-Wen Chang, Ching-Ting Yang, Niaz Wali, Jiun-Jie Shie, Yen-Ping Hsueh Proceedings of the National Academy of Sciences Mar 2020, 117 (11) 6014-6022; DOI: 10.1073/pnas.1918473117

植物病毒讓蚜蟲(aphid)長翅膀!

  正在生小蚜蟲的蚜蟲。圖片來源: 維基百科 蚜蟲(aphids)是蚜總科(Aphidoidea)下所有成員的總稱。蚜蟲靠著口器刺穿植物的篩管(phloem),由於篩管內有壓力,所以一旦刺穿,篩管內的液體就源源流入蚜蟲。蚜蟲在進食過程中常常會將攜帶的植物病毒傳播到宿主植物上,造成宿主患病甚至死亡。更何況,吸食篩管汁液會影響農作物產量。所以,蚜蟲是農作物害蟲防治的重要目標之一。 雖然蚜蟲有雌雄之分,但一年之中大部分的時候雌蚜蟲都可不經交配直接產下小蚜蟲(如上圖),到秋冬時,雌蚜蟲才會跟雄蚜蟲交配產卵過冬。 最近的研究發現,黃瓜花葉病毒(cucumber mosaic virus,CMV)所帶有的Y-衛星RNA(Y-sat)具有讓蚜蟲長出翅膀的能力。過去的研究發現,帶有Y-sat的黃瓜花葉病毒在感染煙草時,會讓受感染的葉片區域變黃,而蚜蟲會受到黃色吸引(那就是為何黏蟲貼片都是黃色的)。 受到黃色吸引的蚜蟲,在吸食這些含有Y-sat的病毒的汁液後,會生出明顯較多紅色的若蟲(nymph)。這些紅色的若蟲後來便長出翅膀來,但綠色的若蟲就不會長翅膀。 研究團隊發現,雖然變黃色的區域的病毒量並不高(比綠色區域低了13.5倍),但並不影響蚜蟲感染植物的能力,而黃色的區域光合作用的能力也並未減少。 長出翅膀對蚜蟲的生存當然是一種利多,但是黃瓜花葉病毒究竟是怎麼讓蚜蟲產生這種變化的?進一步的研究發現,這些有Y-sat的CMV進入蚜蟲體內後,會產生25-33個核苷酸長的干擾RNA(siRNA)。很妙的是,Y-sat只有22-25個核苷酸長,所以到底這較長的干擾RNA是怎麼產生的?研究團隊還沒有答案,但是他們發現,受到Y-sat CMV感染的蚜蟲,與翅膀發育的兩個基因 Apns1 與 ABCG4 的表現量都上升了,這可能是牠們長出翅膀的原因。 參考文獻: Jayasinghe, W.H., Kim, H., Nakada, Y. et al. A plant virus satellite RNA directly accelerates wing formation in its insect vector for spread. Nat Commun 12, 7087 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-27330-4

製作尿素(urea)的新方法

尿素。圖片來源: 維基百科 尿素是很重要的氮肥。全世界產生的氨(ammonia)有八成用來合成尿素,而用來合成氨的哈伯法(the Haber-Bosch process)需要在攝氏五百度下加壓(20 MPa)。 傳統合成尿素的方法是用氨與二氧化碳在攝氏兩百度下加熱。若與哈伯法一起計算,每年全世界為了合成尿素要消耗掉百分之二的能源,過程中還釋放了大量的溫室氣體。 最近中國湖南大學的研究團隊開發了一個新的方法,可以在室溫常壓下,在水裡以氮氣與二氧化碳直接合成尿素。 反應在流動反應器池中進行,池中包含由載有催化劑的碳紙製成的陰極和鎳基陽極。電極由膜隔開,位於裝有碳酸氫鉀水溶液的腔室內。研究人員將氮氣和二氧化碳送通過電池,以使兩種氣體均吸附在催化劑上並反應生成尿素。催化劑則是由二氧化鈦奈米片上的鈀-銅奈米粒子組成。 在催化劑表面,氮氣促進了二氧化碳的還原,生成一氧化碳。然後,一氧化碳與氮氣反應生成一些中間物種。一氧化碳與這些中間體之間的進一步相互作用使氮氣氫化並形成碳-氮鍵,從而產生尿素。 該系統的效率(可衡量生產尿素的電力份額)約為9%。雖然該反應的效率和生產率仍然很低,要使其實用化還有很長的路要走,但是這還是提供了小規模生產尿素的可能性,可以讓更多國家有能力生產它。 尿素在1824年第一次由德國化學家弗里德里希·維勒(Friedrich Wöhler,1800-1882)以氰酸中加入氨水後蒸乾合成出來。當時他並不知道這個化合物是什麼,直到1828年證明了這些白色晶體就是尿素。尿素的人工合成打破了當時人們的一個迷思:有機化合物不能以人工合成。這個反應被認為開啟了有機化學這個領域。 參考文獻: Nat. Chem. 2020, DOI: 10.1038/s41557-020-0481-9