食虫猪笼草中的粘弹性致命流体

背景：广泛分布于亚洲热带地区的猪笼草属（Nepenthes）食虫植物，主要依赖其捕虫笼状叶片捕获节肢动物并通过酶液消化来获取营养。该属植物在猎物和捕虫笼形态上表现出极大的多样性，其捕食机制长期以来令科学家们感到好奇。捕虫笼内壁的滑溜表面（可能是蜡质的或高度可润湿的）迄今为止被认为是关键的捕食装置。然而，某些缺乏此类表皮特化但仍能有效捕捉昆虫的物种的存在，表明可能存在其他机制。方法/主要发现：结合昆虫生物测定、高速视频和流变学测量，我们展示了莱佛士猪笼草（Nepenthes rafflesiana）的消化液具有高度粘弹性，且这一物理特性对于在其陷阱中滞留昆虫至关重要。研究表明，只要流体的弹性松弛时间高于昆虫运动的典型时间尺度，即使流体被水高度稀释，其捕食效率依然保持强劲。结论/意义：这一发现挑战了将猪笼草捕虫笼归类为简单被动陷阱的普遍观点，对于这些常遭受强降雨和流体浓度变化的热带植物而言，具有重大的适应性意义。粘弹性陷阱构成了猪笼草物种一种隐蔽但可能广泛存在的适应性特征，并且可能是通过共同祖先与茅膏菜属（Drosera）粘蝇纸植物共享的同源性状。尽管如此，在永久性水池中大量产生这种高度粘弹性的生物聚合物流体在植物界中是独一无二的，并暗示了其在害虫防治方面的新应用。