自然界における4大食虫植物は、ウツボカズラ、モウセンゴケ、ハエトリグサ、タムシソウである。

1. ウツボカズラ

他の食虫植物と同様に、ウツボカズラは痩せた土壌や酸性の土壌で育ち、主に東南アジア、オーストラリア、北アメリカに生息しています。ウツボカズラの「切り札」は、液体で満たされた深い袋で、これを給餌嚢と呼びます。視覚や蜜の誘引力を利用して、餌を探している昆虫を葉でできたボウル型の昆虫捕獲カプセルに誘い込みます。

虫のうの内壁は滑らかで溝が刻まれており、虫が這い出るのを防ぎます。虫がウツボカズラに落ちると、虫は液体に浸かり、徐々に分解されます。分解には2つの方法があります。1つは雨水によってウツボカズラに流れ込んだバクテリアを利用する方法、もう1つはウツボカズラ自体が作り出す消化酵素を利用する方法です。さらに、一部のウツボカズラは昆虫の幼虫と共生関係を築くことができます。幼虫はウツボカズラが捕まえた獲物を食べ、ウツボカズラは幼虫の排泄物を吸収します。これらの獲物を通して、ネペンテスは必要なミネラル栄養素、特に窒素とリンを補給することができます。

ウツボカズラの虫のカプセルの上部には蓋が付いていますが、これは虫が這い出るのを防ぐためのものと思われます。蓋の中に封じられた液体は下剤として使用され、咳、目の炎症、火傷などの治療に用いられます。ダーウィンを魅了した食虫植物のひとつ、モウセンゴケについて学びましょう。

2. ドロセラ

ドロセラは、葉の先端に腺毛があり、太陽の下で露のように輝く粘着性の分泌物を生成する多年生植物です。モウセンゴケは沼地だけでなく、砂地や窒素やリンが不足している鉱物質の土壌でもよく見られます。この小さな植物は非常に驚くべきもので、ダーウィンは彼の本の 285 ページをこの植物を使った実験の説明に費やしました。

植物の代謝に必要な硝酸還元酵素が一般的に不足しているため、モウセンゴケは窒素栄養素を補うために獲物の昆虫に大きく依存しています。ドロセラには、昆虫を捕らえて消化するのに役立つ 2 つの異なる腺があります。長い柄のある腺は昆虫を引き寄せるために香りのよい粘液を分泌し、茎のない腺は昆虫から栄養を吸収します (ただし、茎のない腺は一部の種ではもう存在しません)。

モウセンゴケの腺毛は非常に敏感で、昆虫がより多くの腺にアクセスできるように葉の中心に向かって曲がっています。昆虫は匂いに誘われて腺毛に触れると、そこに留まって逃げられなくなります。腺毛はプロテアーゼやホスファターゼなどの消化酵素を生成します。獲物が捕らえられると消化酵素の生成が増加し、4日目頃に最高濃度に達します。この時点で昆虫は完全にモウセンゴケの餌食になります。

3. ハエトリグサ

ハエトリグサは、米国サウスカロライナ州南部と北部の湿地帯にのみ生育します。ハエトリグサは、その奇妙な外見と狩りのスピードの速さから、「ネズミ捕り」とも呼ばれています。葉は中脈から噛める2つの裂片に分かれており、短いトゲのある葉が外側に広がり、貝殻のような形をしています。

これらの棘は非常に敏感で、何かが触れると葉は瞬時に閉じますが、このプロセスは 1 秒もかかりません。ただし、1 本のトゲだけに触れても葉を閉じる動作は起こりません。1 本のトゲに 2 回以上触れた場合、または 2 本のトゲに連続して触れた場合のみ、葉を閉じる動作が引き起こされます。さらに、最初は葉が完全に閉じず、小さな昆虫が胃を満たすことができないため、数秒間隙間が残り、昆虫が逃げることができます。

葉が閉じると、上部の硬い棘が互いに噛み合うため、中の昆虫にとっては鍵のかかった牢獄に閉じ込められているような状態になります。棘によって生成された消化酵素は、捕らえられた昆虫のタンパク質を分解し、ハエトリグサが窒素供給を補充できるようにします。捕獲した獲物が食べ物ではなく石や泥だった場合、捕食者は12時間後に再び口を開けてそれを「吐き出す」。

4. タムロソウ

すべての食虫植物の中で、本当に「落とし戸」を持つのはタムノキだけです。この水生植物は、自然界で最も精密で繊細な捕食者トラップの 1 つを備えています。その摂食嚢は植物界で最も精巧な構造であると考えられており、捕食速度も最も速いです。さらに、タムノキは広範囲に生育しており、南極を除くほぼ世界中のどこでも見つけることができます。

何千ものタムシソウの袋が水中の小さな羽毛状の枝に付着しており、一部の研究者はそれがタムシソウの葉の進化であると考えている。滑らかで平らな袋の直径は 2 ～ 4 mm で、一方の端には小さな管で形成された入口 (口) とドア (弁) があります。ドアはガレージのドアのように玄関の上部に吊り下げられていますが、内側に開きます。ゲートの周りの小さな管と粘液層はゲートの密閉性を強化し、水が袋内に入るのを防ぎます。

嚢胞の中には嚢胞内の水分を吸収し、外部に排出できる腺がたくさんあります。膀胱の一部は真空になっており、そのため外側の気圧が内側の気圧よりも高くなっています。そのため、外側が凹状に見えるのもこのためです。

出入り口の周りには、小さな甲虫や昆虫の触角に似た感覚毛がいくつかあります。水生生物が感覚毛に触れると、感覚毛はレバーのように働き、柔軟な扉に力を加え、袋が急速に膨張して扉が開き、不運な獲物が袋の中に吸い込まれます。狩りのプロセス全体は、カメラのシャッター速度に匹敵するわずか 1/60 秒で完了します。その後、昆虫の袋は消化酵素を分泌し、獲物を分解し始めます。