一部分植物是如何进化成食肉者的？(植物中的肉食)

导语:有些植物是如何进化成食肉动物的？

植物中的肉

捕蝇草进化成了一名手段高明的绿色猎手。捕蝇草进化成了一个技术高超的绿色猎人。

大约7000万年前，当恐龙在地球上漫游时，一些植物因为基因异常而成为食肉动物。一项新的研究发现，控制这些植物根和叶的基因发生了变化，导致它们的功能变成了捕捉猎物。

几千万年后，一些非食肉植物逐渐变成了凶猛的食肉动物。这个过程分为三步，上面说的基因改变只是其中一步。

这种转变给了这些植物许多优势。从效果上看，“食肉植物可以通过捕捉和消化富含营养物质的动物，在贫瘠的土壤中生存。”研究人员在5月14日发表在《当代生物学》上的一篇论文中写道。

为了弄清食肉植物是如何进化的，由德国维尔茨堡大学领导的一个由植物学家和生物学家组成的国际团队比较了三种现代食肉植物的基因组和解剖结构。

地球上有数百种食肉植物，但研究人员选择了三种有亲缘关系的食虫植物进行分析。这三种植物都属于猪毛菜科，它们都是通过行动来捕捉猎物的。

其中一种植物是人们熟悉的捕蝇草(拉丁名Dionaea muscipula)，原产于北卡罗来纳州和南卡罗来纳州的湿地。许多卡通人物都受到它的启发。它的相关植物，紫锥菊(拉丁名Aldrovanda vesiculosa)，几乎占据了每个大陆的水系。它在水下有一个细长的捕虫器，可以迅速夹住误入其中的水生动物。第三种植物是美丽但致命的小毡苔(拉丁名Drosera spatulata)，在澳大利亚非常常见。它会用甜甜的蜜露引诱猎物，然后用粘液牢牢困住。

在分析了这三种植物之后，研究小组发现了植物成为食肉动物的三个步骤。首先，大约7000万年前，这三种现代食肉植物的一个非食肉祖先经历了一次全基因组复制，形成了所有DNA的副本。这种复制分化了控制叶和根的基因之一，并使植物的叶和根具有其他功能。一些叶子基因把叶子变成“陷阱”，而让植物从土壤中吸收养分的基因开始支配植物从动物中吸收养分。

一旦植物有能力从猎物那里吸收养分，第二步转化就开始了。这时候传统的叶和根就不再需要了，很多与肉类营养吸收无关的基因开始消失。比如泡状棘球绦虫的幼苗会生长出早期的原始根系，但随着植物的成熟，根系会停止生长。这是这种植物曾经拥有的根系的唯一残余。研究人员指出，由于许多基因的丢失，这项研究中观察到的三种植物是目前接受基因测序的植物中基因类型最差的一种。

其他科学家在2013年进行的两项研究也在其他食肉植物上发现了类似的结果。他们发现，与非食肉植物相比，一种水生海狸鼠(广泛分布于除南极洲以外的所有大陆)和一种原产于巴西的陆生植物的基因组都很小。参与这项新研究的科学家指出，这两种食肉植物可能经历了相同的基因丢弃过程。

第三步转化为食肉植物，植物根据所处环境进化。研究人员发现，它们的根和叶已经成为诱捕猎物的工具。曾经用于帮助植物吸收土壤养分的基因现在负责指导植物产生消化和吸收猎物所需的酶。曾经分泌花蜜的基因现在变成了一个甜蜜的“陷阱”，负责产生吸引猎物的物质。

大多数有叶有根的植物都有成为食肉植物的必要原料。研究人员在报告中写道，这项研究揭示的三个步骤表明，随着时间的推移，“古代的非食肉植物逐渐演变成地球上最明亮的‘绿色猎人’。”