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如果你曾经看过捕蝇草“啪”的一声抓住一只挣扎的昆虫，或者看过猪笼草用精心设计的诡计来引诱猎物，你可能会想：食肉植物到底是如何进化的？

捕蝇草

乍一看，这种复杂的陷阱可能会违背了自然选择的过程。许多人难以理解它们是如何通过自然选择和随机基因突变而产生的，我也一样。

不幸的是，几乎完全缺乏化石证据。这是因为食肉植物是由软组织组成的，不像骨头或树皮那样容易变成化石。也有例外，在年，科学家们发现了保存在琥珀中的万年前的捕蝇幌属的祖先，但大多数死亡的食肉植物只是在它们的沼泽栖息地腐烂掉。

波罗的海琥珀中保存的一种食肉植物罕见的叶片化石

然而，我们可以通过观察植物的结构、栖息地和基因来做出一些有根据的猜测。

首先，为什么它们要费尽心思变成食肉植物？

大多数食肉植物能得到充足的阳光，但生长在水分充足、营养成分极低的土壤中。今天食肉植物的祖先需要从其他来源获得营养(尤其是氮和磷)，而高光照水平意味着它们可以通过将叶子变成陷阱来降低光合作用的效率。

陷阱是如何形成的？

一些科学家认为，陷阱和捕蝇器陷阱-瓶子草、猪笼草和茅膏菜等等-都是经过改良的毛叶。多毛的叶子可以捕捉雨滴，它们越凹（即向内弯曲），它们保留的水分就越多。任何被收集到的水的表面张力抓住的昆虫都会淹死和腐烂，从而释放出养分，被它所吸收。

即使是非食肉植物也可以通过叶子吸收营养（叶面营养），因此不难看出深杯形或略带黏性的叶片会有什么优势。数百万年来，自然选择推动这些陷阱走向更专业化；猪笼草的叶子边缘被“拉上了拉链”，形成的盖子以防止过多的雨水淹没陷阱，嘴巴开始分泌花蜜，大多数甚至失去绒毛。至于茅膏菜，黏液的产生使得叶子更粘，而所谓的“酸生长”使触手能够迅速诱捕挣扎的昆虫。

一只正在挣扎的苍蝇被一棵好望角茅膏菜（DroseraCapensis）包裹起来

有基因研究表明，捕蝇草是从类似茅膏菜的祖先进化而来的。这种植物的折断机制被认为是从茅膏菜使用的相同类型的酸生长开始的。诱捕器保持在张力位置，就像拉长的橡皮筋一样，直到-当触发毛被触摸时-酸生长导致叶子中的某些组织松开，这样陷阱“扣”就会到关闭的位置。

食肉植物也为所谓的趋同进化提供了一些好玩的例子。这是一个无关物种独立进化出相似特征的过程。有一项研究探讨了这种情况是如何在亚洲、美国和澳大利亚的猪笼草（Sarracenia、Nepenthes和Cephalotus）中发生的。尽管它们来自不同的大陆，但栖息地带来的挑战却促使它们采取了类似的解决方案。是不是很神奇呢？

猪笼草的趋同进化：Sarracenia、Nepenthes和Cephalotus

研究表明，所有3种猪笼草都使用相同的蛋白质来制造它们的消化酶。这些蛋白质最初用于防御疾病，后来发展成为几丁质酶等酶，可以分解昆虫坚硬的外骨骼。这一结果表明，植物向肉食性植物进化的途径可能很单一。

最后：

所以……虽然地球上食肉植物的复杂陷阱看似奇迹，但通过研究它们的基因和物理结构，我们可以了解很多关于它们的起源。从被动叶片到主动陷阱的每一小步都为它们在不同寻常的栖息地生存提供了一点优势，而且直到经过数百万年的时间今天，我们所认识的植物形成了。