植物营养方式的多样性
大多数植物通过光合作用制造自身养分,但有些植物演化出额外或替代的养分获取方式:食虫植物捕食昆虫获取氮,寄生植物从寄主获取养分,附生植物依附其他植物获得支撑而不伤害它们。
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食虫植物
猪笼草、捕蝇草等食虫植物仍利用叶绿素进行光合作用,但它们生长在氮含量贫乏的土壤中,如泥炭沼泽。它们利用特化的叶片捕捉并消化昆虫,从猎物中吸收含氮化合物,以补充土壤无法提供的养分。
寄生植物
菟丝子(一种细长、缠绕、无叶的茎)等寄生植物利用称为吸器的特殊结构穿入寄主组织,直接从寄主植物获取水分、矿物质与制造出来的养分。像菟丝子这样的全寄生植物完全没有叶绿素,完全依赖寄主,并在这一过程中对寄主造成伤害。
附生植物
某些兰花或鹿角蕨等附生植物依附在其他植物表面生长,纯粹是为了获得物理支撑与更好的采光条件,并不从寄主身上获取养分。附生植物仍正常进行光合作用,并从雨水、空气湿度以及聚集在根部周围的腐烂碎屑中吸收水分与矿物质,因此它们不是寄生植物。
营养方式的比较
| 类型 | 是否进行光合作用? | 与寄主/其他植物的关系 |
|---|---|---|
| 食虫植物 | 是 | 无寄主;捕食昆虫获取额外的氮 |
| 寄生植物 | 通常没有 | 直接从寄主获取养分,并对其造成伤害 |
| 附生植物 | 是 | 仅利用其他植物作为支撑,不造成伤害 |
这些植物与普通绿色植物的关系
几乎所有植物都是自养生物:它们利用光合作用中的光能,从二氧化碳与水制造自身养分。本主题中的植物之所以特殊,是因为它们在普通光合作用之上、或取而代之,增加了第二种策略。
判断被满足的是哪一种单一需求,氮、现成的养分,还是光照与支撑,是给它们分类的关键。
食虫植物仍是自养生物;它正常进行光合作用,只是从捕获的昆虫中补充氮的供应。全寄生植物已失去这种能力,完全依赖寄主。
附生植物像任何绿色植物一样进行光合作用,只是改变了生长的位置。把每一种与普通绿色植物相比,差异便一目了然。
对艰难生境的适应
这些取食策略都是对普通植物难以生存的生境所作出的适应。食虫植物生活在沼泽与泥炭沼泽中,那里积水、酸性的土壤几乎不含可利用的氮,因此捕捉动物便成为获取氮的一种途径。
它们的叶片特化成瓶状、夹合式陷阱或黏毛,用来捕捉并消化小动物。
寄生植物以取用现成养分的方式解决了制造养分的难题,这正是全寄生植物能在没有叶片或叶绿素的情况下存活的原因。附生植物在昏暗的林地面临对光照的竞争,于是长到其他植物的高处以获得阳光,同时保持自身的光合作用。
把每一种方式都看作对某种短缺,氮、现成养分或光照,的解决办法,就更容易记住。
须避免的常见错误
考试风格例题
题目。研究三株植物。
植物X长在树干上并进行光合作用;植物Y是一条无叶、丝状的茎,缠绕在寄主上,并有结构刺入寄主体内;植物Z长在缺氮的沼泽中,叶片特化成陷阱。(a) 说出每株植物的营养方式。
(b) 解释植物Y如何获取养分。(c) 解释植物Z虽是绿色却仍捕食昆虫的原因。
参考答案。(a) 植物X是附生植物,植物Y是寄生植物,植物Z是食虫植物。
(b) 植物Y把吸器刺入寄主组织,直接从寄主吸取水分、矿物质与现成养分,因此无需进行光合作用。(c) 植物Z能进行光合作用来制造碳水化合物,但沼泽土壤缺乏氮;它捕捉并消化昆虫以获取含氮化合物,用来合成蛋白质与核酸。
练习题
试一试。一位园丁发现一株兰花长在芒果树的高处。
兰花有绿色叶片,其根攀附在树皮上,但不伸入木质部。(a) 说出这株兰花的营养方式。
(b) 用两个理由解释它为何不是寄生植物。
考试提示
关键术语
来源:SRC-DSKP-EN
常见问题
食虫植物既然能进行光合作用,为什么还要捕食昆虫?
为什么附生植物不算寄生植物?
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