四川
近日发表的一项研究似乎解开了植物界一个长期未决的问题：捕蝇草的捕虫夹究竟是如何启动闭合的？法国艾克斯-马赛大学的研究人员对捕蝇草进行了近距离观察。他们发现，这种植物会先迅速软化外表皮细胞壁，从而启动闭合动作。研究团队表示，这项工作不仅揭示了捕蝇草独特生活方式的新细节，也可能为机器人研究开辟新的方向。
捕蝇草是世界上最奇特的生物之一。与大多数植物不同，它们能够对动物迅速作出反应，而且这样做是为了获取食物。植物的两片叶状裂片，也就是它的捕虫夹，会在昆虫触发内侧感应毛后迅速合拢，把倒霉的猎物封在里面，再由植物分泌的消化酶将其分解成富含营养的汁液。值得注意的是，整个过程都不需要肌肉参与。
多年来，科学家已经逐步厘清这一捕食过程背后的复杂生物学机制。例如，2016年的一项研究发现，捕蝇草能够“计数”裂片受到刺激的次数，从而区分真正的猎物和那些并不能食用的偶然触碰。去年的另一项研究则找到了分子层面的机制，解释整株植物如何“知道”自己何时应该闭合捕虫夹。
不过，闭合动作究竟是如何开始的，科学家此前一直没有弄清楚。如今，这个问题似乎终于有了答案。由柳正恩领衔的研究团队指出，过去主要有两种假说试图解释这一过程。其一认为，水分会转移到裂片外侧细胞中，推动捕虫夹闭合，这有点像有人把门推上。其二认为，这些外侧细胞的细胞壁会突然松弛，将此前积蓄的能量向内释放，这更像是有人松开了一根被压紧的弹簧。
在这项新研究中，研究人员试图通过实证方式，寻找捕蝇草裂片开始闭合时究竟出现了哪一种机制的迹象。最终，他们发现，在植物裂片最初闭合阶段，水分跨细胞移动的速度太慢，不足以成为这一动作的主要驱动力。相反，他们观察到一种持续约1秒的快速过程，即“表皮细胞壁软化，释放出储存在捕虫夹中的弹性能量”。
研究人员写道，这种细胞层面的技巧似乎代表了“迄今植物中报道过的最快细胞壁力学调节”。他们还表示，这一发现可能启发新的技术路径，帮助软体机器人和其他智能材料在没有肌肉的情况下实现运动。不过，未来的研究仍需进一步弄清，这种软化过程在植物体内究竟是通过何种精确的分子机制实现的。
捕蝇草并不是唯一的食虫植物，至少有一些植物采用的捕捉机制更慢，而且可能完全依赖水分移动。未参与这项研究的植物生物物理学家雅克·迪迈说，如果能够弄清这些植物彼此之间的差异，最终或许能帮助人们更好理解它们各自曲折的演化路径。
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