目前全球已知的食肉植物超過800種，盡管它們的構(gòu)造各異，但都有一個(gè)共同特征:它們的結(jié)構(gòu)專門用于捕捉和殺死獵物以維持生存。然而，一項(xiàng)最新研究顛覆了人們一個(gè)多世紀(jì)以來對(duì)食肉植物與昆蟲之間捕食關(guān)系的認(rèn)知。

來自日本沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，加州眼鏡蛇百合這種食肉植物會(huì)讓98%被捕獲的昆蟲安然離開。這一現(xiàn)象令生態(tài)學(xué)家既興奮又困惑，因?yàn)榘凑兆匀贿x擇的規(guī)律，不善于捕獵的個(gè)體通常會(huì)被基因庫淘汰，但這種植物卻依然繁盛。該研究的資深作者、沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)綜合群落生態(tài)學(xué)組的大衛(wèi)·阿米蒂奇教授表示，生態(tài)學(xué)家通常喜歡將物種關(guān)系歸類為單一固定的互動(dòng)類型，如捕食者與獵物或競爭關(guān)系，但現(xiàn)在越來越意識(shí)到這些生態(tài)互動(dòng)具有更強(qiáng)的情境依賴性和流動(dòng)性。

加州眼鏡蛇百合屬于豬籠草類植物，這類植物以其特殊的陷阱結(jié)構(gòu)著稱——由變異的葉片形成囊狀陷阱，用表面的花蜜吸引昆蟲。昆蟲落在植物上取食時(shí)會(huì)滑入植物膨大的囊中淹死，從而為植物提供養(yǎng)分。這種花蜜對(duì)胡蜂科昆蟲特別有吸引力，該科昆蟲目前已知約有5000種。研究人員在野外工作中注意到一個(gè)異常現(xiàn)象:胡蜂會(huì)在這種食肉植物上取食花蜜，但吃飽后就會(huì)逃脫。早在2005年的一項(xiàng)研究中就已記錄到這種互動(dòng)，當(dāng)時(shí)菲利普·狄克遜領(lǐng)導(dǎo)的研究顯示，加州眼鏡蛇百合捕獲的胡蜂不到落在其上取食胡蜂數(shù)量的2%。

為了找到這一自然異象的確切答案，阿米蒂奇及其團(tuán)隊(duì)前往加利福尼亞采集樣本，包括胡蜂、形成植物"陷阱門"的豬籠草葉片和其他植物。研究人員使用質(zhì)譜法評(píng)估了在豬籠草附近發(fā)現(xiàn)的胡蜂與較遠(yuǎn)處胡蜂的生化水平，特別是氮含量，發(fā)現(xiàn)這種營養(yǎng)素是驅(qū)動(dòng)因素。研究結(jié)果表明，這些豬籠草并非不擅長捕獵，而是可能以一種令人驚訝的創(chuàng)造性方式控制著自己的食物來源。

氮元素在生態(tài)系統(tǒng)中扮演關(guān)鍵角色，細(xì)菌從大氣中提取氮并將其轉(zhuǎn)化為植物可以吸收的形式，動(dòng)物通過食用植物攝入氮，然后傳遞給食物鏈下一級(jí)的捕食者。在這個(gè)過程中，較輕的氮-14通常被排出體外，因?yàn)樗容^重的氮-15更容易分解，而氮-15會(huì)在生物組織中積累。因此，重氮水平可以幫助科學(xué)家確定動(dòng)物在食物鏈中的位置。食肉植物的氮含量因其飲食習(xí)慣而與非食肉物種不同，在加州眼鏡蛇百合中，重氮同位素的痕跡存在于植物產(chǎn)生的花蜜中，然后傳遞給被其吸引的胡蜂。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在最靠近豬籠草的胡蜂樣本中，氮-15的水平比遠(yuǎn)離食肉植物的胡蜂樣本更高。這表明胡蜂依賴這種富含氮的花蜜，并從這一可靠的食物來源中受益，因?yàn)榛貓?bào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過風(fēng)險(xiǎn)。值得注意的是，豬籠草可以調(diào)節(jié)其葉片"陷阱門"的膨壓，很可能利用這種機(jī)制偶爾捕獲一只胡蜂，而其他時(shí)候則為訪客提供一個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的取食平臺(tái)。通過這種方式，低捕獲率使植物更像朋友而非敵人。阿米蒂奇說:"想象一種植物培養(yǎng)昆蟲來吃，這確實(shí)很酷"。

這項(xiàng)研究不僅表明植物與動(dòng)物之間的互動(dòng)尚未被充分理解，也為研究這類加州豬籠草在塑造當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)方面是否發(fā)揮著比人們想象中更重要的作用打開了大門。阿米蒂奇補(bǔ)充說:"在加利福尼亞山區(qū)一些干旱、生產(chǎn)力較低的地區(qū)，豬籠草的作用可能被低估了，像加州眼鏡蛇百合這樣稀有而獨(dú)特的植物甚至可能被視為基礎(chǔ)物種，形成類似珊瑚礁或紅樹林的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)"。該研究已發(fā)表在《生態(tài)學(xué)》雜志上。