猪笼草进化出超声波定位，竟是为了食粪？

　　前几期内容中我们讲到过，最有名的食虫植物猪笼草不仅仅捕虫，它们的食谱范围其实广得很。

　　有几个种已经把原本吃虫的笼子改造成了生态马桶，吸引一种树鼩过来，吃饭如厕一条龙服务，以此来获得树鼩的粪便补充自己缺乏的氮素营养。这也是本系列中“求氮的N次方”的来源~

　　这种关系相当稳定，甚至同样吸引了一种在粪便上生长、繁殖的粪藓科苔藓在笼子里生存，三者缘“粪”密不可分。

　　生长在劳氏猪笼草上的苔藓 | 参考文献

　　但事情并没有这么简单，还有一种猪笼草，为了食粪绞尽脑汁，把服务精神发挥到了极致！

　　猪笼草还分打尖和住店派？

　　以前我们所介绍的食粪猪笼草只能称得上是“打尖”派，不提供住宿服务，但有一种猪笼草（Nepenthes hemsleyana）把服务发挥到了极致，走上了住店的食粪之路。

　　这种猪笼草给一种蝙蝠在夜间提供住宿服务，趁此机会接下蝙蝠所有的排泄物，通过消化蝙蝠的屎与尿来补充自己的氮素。

　　研究显示，通过留宿蝙蝠消化它的粪便，猪笼草能获得自身所需氮素的三分之一以上。所以，这笔生意实在做得很划算，它只需要把笼子晚上借给蝙蝠作栖身之用就行。

　　住店派猪笼草如何打造蝙蝠酒店？

　　但天下也没有白吃的便便，为了能让蝙蝠能够在笼子内栖息，猪笼草下了很大的功夫改造。

　　首先是安全的问题要解决，猪笼草的笼子对动物来说是黑得不能再黑的黑点，滑进去就有丧命之虞。它们的笼内是让动物打滑的笼身，底下是可以消化动物的消化池，而且黏性很大，一旦失足掉下去，就不能挣扎出来。

　　猪笼草的笼身没准比南极的冰面还滑？

　　吸引树鼩如厕的猪笼草就因马桶设计不合理让树鼩翻过车。有人发现，树鼩在享受吃饭如厕一条龙服务时，曾不幸落入猪笼草的笼子之中，甚至在其中丧命。

　　猪笼草的笼子有时让哺乳动物也在其中丧命

　　| bbc

　　相比吸引树鼩如厕的猪笼草来说，吸引蝙蝠住宿的猪笼草在设计上就相对来说十分安全了。与它的亲戚相比，它把自己的笼子拉长了接近四倍，整体形成了一个奇长的圆锥形，这样在笼子内就留足了给蝙蝠栖息的空间，让蝙蝠接触不到底部的消化液。

　　而且，整个笼子的宽度也是专门为蝙蝠设计的，笼身宽度恰好与蝙蝠的肩宽相匹配，蝙蝠在其中休息，可以真正称得上是高枕无忧。

　　猪笼草特化的笼身结构，peristome为笼口，wolly bat为栖息在内的蝙蝠，girdle为笼腰，digestive fluid level为笼内消化液体线 | 参考文献

　　03 反射超声波的猪笼草招牌

　　这种为蝙蝠提供的内在舒适条件还不不够，毕竟酒香也怕巷子深。我们晚上寻找住宿酒店时，总是要先找到一个在夜晚有着闪亮招牌，标着xx旅店的地方，蝙蝠也是一样。

　　蝙蝠是夜行性动物，它也需要指引，让猪笼草造出发光的招牌虽然不太可能，但猪笼草发明了自己的一套交流方法，这就是蝙蝠的回声定位系统。

　　蝙蝠是走夜路的高手，靠发出高频率的声音来为自己引路，通过回声来判断周围的环境，猪笼草的招牌利用的正是这种精准打击的宣传手法。

　　蝙蝠通过回声定位找到猪笼草 | 参考文献

　　与一般的猪笼草设计不同，它的笼子笼身拉长之后，下半部分的笼口倾斜，露出笼子上半部分白色的笼身，同时笼口在中间凹下去，这样整个笼子的上半部分就形成了一个“接收信号的天线锅”。

　　这还不是最绝的，最绝的是它能与蝙蝠发出的超声波互动，反射出比周围环境强度更大的超声波。

　　研究人员检测了它与另一种共存的莱佛士猪笼草树超声波的反射情况，发现它的笼口位置确实能反射出更强的超声波，让猪笼草能在夜色之间脱颖而出。

　　如果把笼口位置遮住的话，前来寻找住宿的蝙蝠将不会在猪笼草的笼子之中留宿。猪笼草的笼口广告真正做到了像“借问酒家何处有，牧童遥指杏花村”一样的超强指引作用。

　　两种猪笼草笼子反射超声波强度对比，A在笼口区的反射强度更大（点靠近圆中心最大）| 参考文献

　　这是目前为数不多的植物也能通过超声波信号实现与动物交流的例子。虽然猪笼草只是被动地反射声波信号，但已经能够做到与蝙蝠有效地交流，这种特化的结构证实了植物与动物的交流手段远比我们想象中复杂的多，远不止通过颜色与气味等来吸引或者趋避动物。

　　在我们还未知的领域里，大自然的网络可能比我们想象中链接得更加紧密，只是目前我们还无法看清而已，住店派猪笼草的例子就完美地阐述了这一点。

　　在没有发现住店派猪笼草与蝙蝠的特殊关系前，植物学家们将这种猪笼草视为莱佛士猪笼草（Nepenthes rafflesiana）的一种变种，认为它只是笼子伸长了而已，它与莱佛士猪笼草常常共存在一起，分布范围也没有莱佛士猪笼草宽。

　　两种猪笼草的对比，左、中为吸引蝙蝠的猪笼草，右为莱佛士猪笼草 | 参考文献

　　分类学家认为这只是物种内的变异，想不到这几年，它的分类地位完全被推翻。伸长的笼子引发的是不仅捕食方式的巨变，还导致了新的植物与动物交流方式的发现。

　　这也告诉我们，笼子被为猪笼草的典型特征，直接决定了它能不能捕获到食物，也是它们得以多样的重要原因，因此笼子的变化是我们不能忽视的。说不定这种种变化就直接指向了一种未知的互作网络，这也暗示着猪笼草还隐藏着更多的秘密等待挖掘。

　　别走！彩蛋在此

　　彩蛋1：发现猪笼草中反射超声波信号的科学家在植物中发现了多种类似的结构，这种结构可吸引蝙蝠过来传粉。比如，蜜囊花上面的叶状苞片可以形成曲面，能通过反射超声波来吸引蝙蝠。

　　蜜囊花上面的叶状苞片形成曲面反射超声波吸引蝙蝠 | 见水印

　　彩蛋2：不知道蝙蝠侠对这个蝙蝠酒店是不是感兴趣？

　　参考文献

　　[1] Grafe, T. Ulmar, et al. "A novel resource–service mutualism between bats and pitcher plants." Biology Letters 7.3 (2011): 436-439.

　　[2] Lim, Yen Shan, et al. "How a pitcher plant facilitates roosting of mutualistic woolly bats." Evolutionary Ecology Research 16.7 (2015): 581-591.

　　[3] Schöner, Michael G., et al. "Bats are acoustically attracted to mutualistic carnivorous plants." Current Biology 25.14 (2015): 1911-1916.

　　编辑 | 一星期

　　审校 | 王瑜、核心、Yiming

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