作者 | 過客

出品 | 網(wǎng)易科技《知否》欄目組（公眾號：tech_163）

一項最新研究發(fā)現(xiàn)，大約7000萬年前，在那個恐龍還在地球上游蕩的時期，一種基因變異讓一些植物變成了食肉物種。研究人員說，從非肉食性物種向肉食性物種轉(zhuǎn)變的過程耗費了數(shù)千萬年時間。

這種轉(zhuǎn)變是通過一種隱秘的方式實現(xiàn)的，它們重新利用原本屬于自己根和葉的基因，用它們來捕捉獵物，而基因變化只是這個轉(zhuǎn)變過程的變化之一。

這種食肉習(xí)性的轉(zhuǎn)變也給這些植物帶來了許多好處。研究人員在上月在線出版的《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上寫道：“事實上，食肉植物通過捕捉和食用富含營養(yǎng)的動物獵物扭轉(zhuǎn)了不利的環(huán)境因素，讓它們能夠在缺乏營養(yǎng)的土壤中茁壯成長。”

茅膏菜科的三個成員

為了研究食肉植物是如何進化的，德國維爾茨堡大學(xué)副教授約爾格·舒爾茨帶領(lǐng)一個由植物學(xué)家和生物學(xué)家組成的國際團隊，對三種現(xiàn)代食肉植物的基因組和解剖結(jié)構(gòu)進行了對比。

地球上的食肉植物有數(shù)百種，但是該研究團隊只選擇了茅膏菜科的三種食肉植物，它們都是以昆蟲為食。研究人員說，這三種植物都是利用自身的動作來捕捉獵物的。

其中一種植物是大家非常熟悉的捕蠅草，原生于卡羅來納濕地的捕蠅草不僅變身為《口袋妖怪》中的角色，還出現(xiàn)在各種漫畫中，甚至還給一部百老匯戲劇帶來靈感。

另外一種是與捕蠅草密切相關(guān)的水生植物貉藻，它們幾乎占據(jù)了所有大陸的水域。它細長的水下葉片可以迅速將毫無防備的海洋動物包圍起來。

第三種肉食植物在澳大利亞很常見，它就是美麗卻致命的勺葉茅膏菜。它會使用甜味引誘獵物，然后用一條粘粘的長葉纏繞在獵物周圍。

研究團隊發(fā)現(xiàn)它們向食肉性轉(zhuǎn)變經(jīng)歷了三個步驟

首先，大約7000萬年前，這三種植物的早期非肉食性祖先進行了全基因組復(fù)制。多余的基因副本能夠參與到其它功能中，比如說，其中一些葉子基因使其獲得了“誘捕獵物”的能力。還有一些基因參與到肉食的營養(yǎng)吸收過程，不再幫助根系從土壤中尋找營養(yǎng)。

當(dāng)植物開始從獵物那里獲得新的營養(yǎng)時，它們就開始了向食肉植物進化的第二步。此時葉子和根就不再是植物必需的了，水生貉藻的幼苗在發(fā)育初期會形成一個根系，但它不會隨著貉藻的成熟而發(fā)育。這也是根系曾經(jīng)存在的唯一證據(jù)。許多與肉食性營養(yǎng)無關(guān)的基因開始消失，研究人員稱，這三種植物是他們迄今為止基因測序研究中基因序列最貧乏的植物。

其它研究也有類似發(fā)現(xiàn)

2013年，另外兩項早期研究也在其它食肉植物中發(fā)現(xiàn)了類似的基因缺陷。研究人員發(fā)現(xiàn)，一種幾乎在所有大陸都能發(fā)現(xiàn)的水生貍藻和巴西本土的一種螺旋貍藻的基因組與非食肉植物相比都非常少。這項新研究的研究人員說，這些食肉植物可能也經(jīng)歷了同樣的基因消失過程。

在向食肉植物轉(zhuǎn)化的第三步中，這些植物針對其環(huán)境的進化了變化。研究人員發(fā)現(xiàn)，根和葉的進化是專門針對“誘捕陷阱”的。曾經(jīng)用來從土壤中尋找和吸收養(yǎng)分的根基因，現(xiàn)在被用來產(chǎn)生消化和吸收獵物營養(yǎng)所需的酶。曾經(jīng)在腺體中用于分泌花蜜來吸引傳粉昆蟲的基因則轉(zhuǎn)移到了“陷阱”中，來產(chǎn)生吸引獵物的物質(zhì)。

大多數(shù)有葉和根的植物都含有向食肉植物轉(zhuǎn)變所必需的物質(zhì)。研究人員寫道，這項新研究揭示的三個步驟清晰的表明了，隨著時間的推移古老的非食肉植物如何進化成為地球上最熟練的“綠色獵人”。

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總結(jié)

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