以动物为食的植物在植物学领域是一种噩梦般的新鲜事物,但更令人惊奇的是它们的亲缘关系如此遥远食虫植物来自世界不同地区的人分别进化出了相同的肉食口味。
在一项新的分析中,研究人员检查了不同的猪笼草来自澳大利亚、北美和亚洲的物种,并发现它们生物机制消化昆虫的过程非常相似? 尽管植物都在非常不同的环境中进化成为食肉动物。
“这表明成为食虫植物的途径有限,”生物学家维克多·A·阿尔伯特说来自布法罗大学。
“这些植物有一个遗传工具包,它们试图找到如何成为肉食性问题的答案。最终,它们都想出了相同的解决方案。”
阿尔伯特和他的团队对澳大利亚猪笼草的基因组进行了测序,毛囊三尖杉,并将其与北美现有的遗传数据进行比较(紫瓶子草)和亚洲(翼猪笼草) 物种。
所有这些植物看起来都很相似,都有杯状的蜡质叶子,里面很滑,所以当昆虫冒险进入时,它们很难再爬出来。
一旦被捕获,室底部的消化液就会分解猎物,这样猪笼草就可以从昆虫的膳食中吸收营养。
不同种类猪笼草之间的相似性早已被认为是一个例子趋同进化? 其中不同的物种独立地发展出相同的特征。
但直到现在,科学家们还没有意识到生物学有多么相似。
“自达尔文以来,我们已经认识到猪笼草在形态上的趋同,”威斯康星大学麦迪逊分校的植物学家托马斯·吉夫尼什(Thomas Givnish)说道,他没有参与这项研究。基督教科学箴言报。
“这是浅层次的趋同,事物看起来相同,行为也相同。我们现在看到,这也是非常深层次的趋同。”
这三种猪笼草谱系的独特性怎么强调都不为过。毛囊三尖杉与其他猪笼草相比,与杨桃的关系更为密切,而紫瓶子草和翼猪笼草分别与猕猴桃和荞麦有家族联系。
但对植物消化液的分析表明,这三个物种在进化过程中都发挥了同样的作用:选择最初用于防御疾病的蛋白质,并将它们重新利用为可以帮助消化食物的酶。昆虫不幸被困在胃里。
其中两种酶包括碱性几丁质酶? 它能分解昆虫坚硬的外骨骼吗? 和紫色酸性磷酸酶,让猪笼草从猎物中吸收磷的营养。
据研究人员称,这些不同猪笼草的谱系分裂超过一亿年前? 早在他们发展出这些肉食能力之前。
那么,为什么这些物种进化出了对昆虫肉的味道,而其他植物则乐于靠阳光和水生存呢?
研究小组认为答案在于这些物种生长的环境,这些环境中的必需食物可能特别贫乏? 未能提供有助于猪笼草生长的磷和氮等类似肥料的元素。
“食肉植物通常生活在营养贫乏的环境中,”研究人员福岛健二在一份报告中解释道。新闻稿,“因此,由于缺乏其他营养来源,捕获和消化动物的能力是必不可少的。”
所有三种猪笼草都选择了相同的进化路径,这一事实并不一定意味着没有其他选择? 但这可能意味着将防御蛋白重新用于消化液是在这种情况下最实用的生存途径。
吉夫尼什告诉切尔西·怀特:“要么只有几种方法可以到达那里,要么只有几种快速方法可以到达那里。”新科学家。
研究结果报告于自然生态与进化。