捕蠅草的演化

105/07/11 2414

王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

大千世界無奇不有，植物也有吃肉的，如豬籠草、捕蠅草。那些植物生活在貧瘠的土壤上，肉食是攝取氮、蛋白質的生存策略。

有趣的是，一個德國團隊針對北美捕蠅草（Dionaea muscipula）所做的長期研究顯示，肉食植物的獵食機制源自一般植物的防禦機制。原來植物對於動物的侵襲，並不只是默默忍受，早已演化出許多防禦措施。例如植物受創傷或害蟲侵襲時，葉片中的腺體會分泌荷爾蒙茉莉酸；茉莉酸再啟動製造防禦蛋白質的機制連消帶打，包括毒素與水解酶。消—抑制草食動物用以分解植物蛋白質的水解酶；打—生產攻擊動物的水解酶，例如分解昆蟲的外骨骼幾丁質。

研究人員發現，北美捕蠅草使用同一機制取得生活資源。小動物（如昆蟲）一觸動捕蟲陷阱的感應器，茉莉酸立即啟動消化反應，於是捕蟲陷阱中的微小腺體分泌水解酶，淹沒受困的小動物。論功能，那些水解酶無異消化液。幾個小時之後，另外一組基因啟動，協助捕蠅草吸收已分解的養分。根據實驗，那些基因有一些在其他植物中是在根部表現的，與吸收功能有關。

這個發現的意義是：演化過程中，生物一旦面臨新奇的挑戰，往往不是發明新零件、新機制、新器官，而是利用既有的零件、機制，發明新的功能。這是比較迅速的因應策略。

參考資料

Bemm, F., et al. (2016), Venus flytrap carnivorous lifestyle builds on herbivore defense strategies. Genome Res., 26, 812-825.

資料來源

《科學發展》2016年7月，523期，76 ~ 79頁

豬籠草(4) 捕蠅草(3) 防禦(2) 機制(2) 器官(4) 科發月刊(5221)

捕蠅草的演化

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