瓶子草属
瓶子草(拉丁语:Sarracenia)为瓶子草科瓶子草属,包含9种(或可能达13种)北美的有瓶子的植物。瓶子草科还包含另外两个种类──眼镜蛇瓶子草和太阳瓶子草。
瓶子草是食肉植物,原产于美国东海岸、德州、五大湖区,以及加拿大南方。大部分的种类只出现在美国东南部(只有紫瓶子草出现在气温较低的地区)。瓶子草的叶进化成漏斗状的陷阱,并产生酵素来分解掉进去的猎物(高性瓶子草和眼镜蛇瓶子草内部没有太多液体;矮性瓶子草和太阳瓶子草会让雨水充满瓶子,但消化液不如猪笼草来得多;分解昆虫的方式稍后会提到)。昆虫被瓶口以及瓶盖密腺所分泌气味的吸引,加上瓶子背面经阳光照射后,透出彩绘玻璃般的光线,也会诱使昆虫前往。光滑的瓶口让昆虫容易掉进瓶中,死去的昆虫被分解,成为瓶子草的养分。并不是所有瓶子草的瓶子里面都有水,只有紫瓶子草刻意让瓶中含有雨水。事实上其他种类的瓶盖会避免雨水进到瓶中,以免会飞的猎物逃出瓶子。
在一般的食肉植物中,瓶子草通常居住在经年潮湿的地方,硝酸盐为主的养分持续被水冲走,或因为土壤pH值低而无法利用;而瓶子草可以吸引猎物,因此比其他植物更具有竞争优势。瓶子草是多年生草本植物,从地下茎的生长点莲座状长出瓶子般的叶,叶子分为具补虫功能的补虫叶,以及无补虫功能的剑形叶。补虫叶的开口向上,面向中央,形状是垂直管状(也有瓶状、喇叭状),并从瓶子上方入口处延伸出一个盖子,瓶口周围通常有“唇”,会分泌蜜糖和气味,盖子本身也会产生蜜糖,但是量较少。
无论是哪一个种类的瓶子草,它瓶状的管子内可以分为3~5个区域:第一区即瓶盖,第二区是唇与瓶口,三、四区(有些种类是合在一起的)和第五区(只有紫瓶子草有第五区)是瓶子的主体,这些区域都有特定的功能,符合它们型态学上的特色。
第一区:瓶盖。大部分种类的盖子会遮盖部分瓶口,避免过多雨水装满瓶子,导致猎 物减少。瓶盖也会结合色彩、气味以及倒生的毛,将猎物诱引到瓶口处。有些特别的种类,例如小瓶子草和鹦鹉瓶子草,它们的瓶盖非常靠近瓶口,瓶子上镶嵌著一小块一小块缺乏叶绿素的区域,形成半透明的“窗户”,飞行的昆虫会试图穿过瓶盖,然后掉进瓶中(类似的功能也发生在同科的眼镜蛇瓶子草身上)。 第二区:唇与瓶口。此区主要是唇,产生大量的蜜糖,吸引昆虫停在上面或爬上瓶口,站在危险的陷阱边缘。第二区也包含了瓶子上端腊质的管口,腊质堆积在这个部份,昆虫一不小心就会失足落入瓶子深处。 第三区:就在第二区下面,此区的特色是毫无落脚处,它内侧的表面覆盖大量倒生的毛,让昆虫完全失去逃跑的机会。此区还镶嵌著消化腺,分泌含有消化酵素的消化液。 第四区:多数的种类到这一区为止,只有紫瓶子草具有第五区。第四区充满了消化液,酵素和生长在液体中的细菌会将昆虫分解,再由瓶子迅速吸收养分。此区具有更多的消化腺,并被向下生长的粗毛包覆著,让昆虫无法逃脱。 第五区:位于第四区下方,此区只在紫瓶子草发现。这是一个光滑无毛,没有分泌腺,不会行吸收作用的区域,功能不明。
所有的瓶子草都不具有能力移动,借此吸引昆虫或其他猎物的部位。它们的陷阱是静态的,结合数种诱因(颜色、气味、蜜)以及无法逃脱的环境──接下来将例举它们演化出来的功能,告诉你如何从入口到陷阱有进无出。
多数品种充分利用了气味、有毒的蜜、腊质沉积(妨碍昆虫的脚)和重力,让猎物落入瓶中。在黄瓶子草分泌的蜜糖中,可以发现毒芹碱的成分,毒芹碱能使昆虫麻痹。一旦落入瓶中,瓶壁布满了光滑的蜡质,让昆虫无从落脚。再下去布满了倒生的毛,昆虫更加无法离开。最底部则是一滩液体,具有消化酵素和润湿剂,很快地将昆虫淹死并进行消化。昆虫的外骨骼通常不会被消化掉,经过一个夏天,瓶身往往会装满昆虫。
鹦鹉瓶子草,瓶子造型像鹦鹉的头,利用像龙虾笼的构造让猎物进入(雨季时还会有蝌蚪、小鱼游入),然后再也出不去。它具有尖锐的向内生长的毛,强迫猎物逐渐进入瓶子底部,然后被消化掉。
瓶子草的花在早春的时候,比第一个瓶子稍早或同时出现,它们会伸出一条长长的茎,通常会高出叶子很多,避免授粉的昆虫掉进瓶子。花朵根据种类不同,直径约3~10厘米,不但很吸引目光,而且还有精密的构造,可以避免自花授粉。瓶子草的花具有五个萼片,基部和三个苞片连在一起;具有一些花药;以及一个具有五个顶点的伞状构造,上方悬挂著五片红色或黄色的花瓣。整朵花是呈现上下颠倒的样子,因此这个伞状构造可以盛住从雄蕊掉落的花粉。柱头位于伞状构造上,接近五个顶点的地方。最主要的授粉者是蜜蜂,蜜蜂要采蜜的时候,由于花朵的构造,它们必须先经过其中一个柱头,才能进入倒伞状的空腔部分。在空腔内,它们不免会沾到一堆来自花药或者掉落的花粉。离开的时候,也由于花朵的构造,蜜蜂得从其中一个盖状的花瓣出去,这种方式,可以避免蜜蜂经过柱头造成自花授粉。然后蜜蜂造访下一朵花,经过柱头时就把前一朵花的花粉沾在上面了,这个过程会不断地重复。
开花公式:Ca Co A G
瓶子草大部分的花是有香味的,这些香味多变,但是通常都很强烈,甚至刺鼻。尤其是黄瓶子草,具有强烈的气味,闻起来有点像猫尿。
瓶子草的花期约2周,在开花末期的时候,花瓣脱落,而子房如果有授粉,便会开始膨大。种子形成五瓣,其中一瓣产生的种子比其他几瓣少很多。平均产生300 - 600颗种子,视种类以及授粉成功的情况而定。种子约五个月后成熟,此时种荚会转变成褐色并且裂开,散出种子。种子约1.5~2mm长,具有粗糙的腊质防水外壳,这个构造可能是为了借由水流散布种子。瓶子草的种子需要经过一个“湿冷积层”的阶段才会发芽,从种子到长出具有功能的补虫叶其实满快的,但是刚开始的一年左右,叶子的型态会和成熟叶有所不同,结构上较为简单。从种子到成熟,约3~5年。
对于全部的亚种、变种以及常见交配种的列表,请参见瓶子草属物种列表
现生的9项识别物种有:
Sarracenia alata:翼状瓶子草 Sarracenia flava:黄瓶子草 Sarracenia leucophylla:白网纹瓶子草 Sarracenia minor:小瓶子草 Sarracenia oreophila:山地瓶子草Sarracenia psittacina:鹦鹉瓶子草 Sarracenia purpurea:紫瓶子草 Sarracenia rosea:蔷薇瓶子草 Sarracenia rubra:红瓶子草