食虫植物

昆虫などの小動物を捕らえ、消化・吸収して栄養源(主に窒素・リンなど)にする植物。世界に800種以上が知られる。湿地・沼地・岩場・貧栄養の酸性土壌など、根から養分を十分に得られない環境に適応するために進化したと考えられている。

進化的背景

食虫性(carnivory)は単一の起源ではなく、少なくとも6目13科20属で、9500万〜190万年前の間に11回以上独立に進化した(多系統)。もともと植物の防御機構(病原体対抗タンパク質、PR蛋白質)だった仕組みが、根からの養分吸収に関わる遺伝子を捕虫器官に転用する形で「食虫」機能へ発展したとされる。消化酵素にはリン酸分解酵素・プロテアーゼ・ペプチダーゼ・エステラーゼ・キチナーゼなどが使われる。

捕虫方式は主に4タイプ

粘着式(モウセンゴケなど): 葉表面の腺毛から粘液を出し、虫を絡めとって葉を巻き込む。
落とし穴式(ウツボカズラ/サラセニアなど): 筒状の袋に虫を匂いで誘い込み、滑落させて底の消化液で分解する。
わな式(ハエトリソウ): 二枚貝状の葉が虫を挟み込んで閉じる。
吸い込み式(タヌキモなど): 水中の捕虫嚢が数ミリ秒という高速で開き、水ごと獲物を吸い込む。

ハエトリソウの「数える」仕組み

ハエトリソウ(Dionaea muscipula)の葉の内側には6本の感覚毛があり、1回触れるとその細胞でカルシウムイオン濃度が上昇し、遠くへは伝わらない小さな電気シグナル(受容器電位)が起きるだけになる。20〜30秒以内に2回目触れるとカルシウムイオン濃度がさらに積み上がって閾値を超え、動物の神経に似た「活動電位」が葉全体に伝わって閉じる。刺激が続くと(だいたい5回程度)消化液分泌・栄養吸収プログラムが本格的に始動する。1回だけの接触では閉じないため、雨粒などによる誤作動を避けられる仕組みになっている。

タヌキモの吸い込みトラップ

タヌキモ(Utricularia)の水中の捕虫嚢は、内部が常に真空(陰圧)に保たれている。入口の感覚毛にミジンコやボウフラなどが触れると弁が瞬時に開き、水ごと数ミリ秒で獲物を吸い込む。植物界でも屈指の高速な動きとして知られる。

食虫植物

進化的背景

捕虫方式は主に4タイプ

ハエトリソウの「数える」仕組み

タヌキモの吸い込みトラップ

出典