捕蝇草

捕蝇草（学名：Dionaea muscipula J. Ellis ex L.），是茅膏菜科捕蝇草属小型的食虫植物，是捕蝇草属唯一的种，为多年生常绿草本植物，该物种主要分布于美国北卡罗来纳州和南卡罗来纳州的潮湿草地上。^[2]

捕蝇草是一种多年生草本。叶基生，莲座状，叶柄宽大，呈匙形叶片状；每叶瓣内侧中央都有3条排列成三角形的尖锐刚毛。伞形花序，具花2～14朵；花瓣5，顶端不规则凹陷，白色，夏季开花。蒴果卵圆形。^[3]花期5~7月。^[2][4]

捕蝇草植株矮小，叶型奇特，适合做趣味观赏盆栽。叶片具有捕虫功能，也成为研究植物刺激性反应的良好材料^[5]。此外，捕蝇草在仿生学、开发药用、生产重组蛋白等方面也具有开发价值。^[6]据2020年的数据统计野生的物种只有100种，总个体数量在73000-158000之间。^[7]因捕蝇草的野生种群分散，地理和适宜栖息地易受到限制等，导致捕蝇草的数量和规模迅速下降。^[8]2000年被列为《世界自然保护联盟（IUCN）濒危物种红色名录》易危（VU）物种。^[9]在2019年被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）的附录Ⅱ中。^[10]

捕蝇草最早的文字记录是在1760年，美国一位州长阿瑟•多布斯首次对捕蝇草进行了描述。1768年，捕蝇草被约翰·埃利斯正式命名为Dionaea muscipula，其属名Dionaea最初由丹尼尔·索兰德提出，以纪念希腊爱与美的女神阿佛洛狄忒，其物种名称muscipula在拉丁语中的意思是“捕鼠器”和“捕蝇器”，表述了捕蝇草的捕虫器官。^[11][12][13]

捕蝇草茎小，叶长4~15厘米，呈莲座状排列，叶柄宽大扁平呈叶片状，叶柄上部着生2片叶瓣，呈贝壳状对生，展开角度一般略小于直角，其中脉膨大。贝壳状叶瓣内侧中央有三条刚毛，排列成三角形，对触动敏感，为“触动感应器”。当昆虫触动刚毛后，叶瓣会在0.3~0.5秒的时间内闭合，叶瓣边缘的棘突相互交错合拢，棘突基部的分泌腺会分泌出粘液，防止昆虫逃跑^[2]。

捕蝇草为伞形花序，花瓣5个，花白色，长约1.2厘米，顶端具不规则缺口，具观赏价值。开花时叶丛中央长出10~40厘米的花葶，并伴有托叶，花在顶部陆续开放。果实为蒴果，卵圆形。^[2][4]

原产于美国北卡罗来纳州和南卡罗来纳州的潮湿草地上。^[2]

捕蝇草喜疏松透气、保水能力强的强酸性（pH值在4-5之间）土壤，常生长于潮湿的泥炭苔藓中或潮湿的沼泽地环境中。最适合捕蝇草生长的温度为15~25摄氏度，冬季温度在0~8摄氏度时进入休眠期。花期5~7月。^[2][4]

早在1875年，英国生物学家达尔文就在其专著中描述了捕蝇草的捕食现象，并称之为世界上最奇妙的植物。捕蝇草通过捕食动物来补充矿质元素和碳元素，其2个裂片张角几乎为直角，其边缘有约20个鬃毛状的齿，能起到防止猎物逃跑的作用，猎物在夹子内部的消化腺被消化吸收^[14]。捕蝇草在吸引昆虫时，一方面，捕蝇草在饥饿时会形成深红色的内部诱捕器以吸引昆虫^[15]，另一方面，捕蝇草的捕虫夹也可以散发充满果实香气和花香的挥发性有机化合物（VOCs），可吸引饥饿的飞虫。^[14]

捕蝇草能够长距离传输电信号^[16]。其在捕虫时，捕虫夹并不是一被触碰就会闭合。当猎物触碰到夹子的时候，捕虫夹就开始了准备捕捉模式，但此时夹子并不会闭合，只有猎物在短时间内再次碰到任意一根触觉毛，夹子才会迅速闭合，将这些飞虫困住，使其无法出逃。捕蝇草的动作是靠弹性能量蓄积和释放，捕虫器分泌蛋白酶把虫体蛋白质分解吸收以后又重新张开，等待雨水把虫体躯壳冲掉，就又可以进行下一次捕捉^[17]。为避免石子等物体掉入捕虫夹而浪费能量和消化液，闭合后若未触发更多的动作电位捕虫夹则会在15分钟后打开。^[14]

捕蝇草生长快速，播种一年半后即可进行有性繁殖^[14]。捕蝇草依靠昆虫传粉来自然繁殖，既要捕食昆虫来补充自身生长养分，又要依靠昆虫来传播花粉繁殖后代，所以捕蝇草的生物学特征是叶子生得很矮，几乎贴近地面，但花又着生在花茎顶端，这样的花叶位置也让捕蝇草能从昆虫停留的地方，明确的分清“食物虫”和“花媒虫”。^[18]

捕蝇草的播种繁殖一般可采用撒播法，或于秋季进行盆播。基质宜选择泥炭土和苔藓的混合物，将细小的种子直接均匀撒播于其表面并保持湿润，盖上玻璃板置于强光下及25℃的室温下。一个月左右植株即可萌发，待小苗长出几片真叶时即可移植，然后上盆定植。^[4]

捕蝇草的扦qiān插繁殖一般以叶插为主，剪取成熟老叶带部分叶柄，叶片越老越好，然后将剪好的叶片斜插或平放于湿润的水苔或泥炭中，用塑料膜或玻璃板覆盖，保持光线充足、插床的高湿度和15~20摄氏度的温度条件，约一个月生根，当植株长出几片叶时可上盆栽培。^[4]

当捕蝇草开花后，其花序顶端花苞处会自然长出一些小植株，当这些小植株生根后即可将其从母株分离，另植一盆。分植后的花梗此时也要剪去，以免消耗过多的养分，影响母株的正常生长。分株繁殖可结合春季换盆操作进行，分株后适当遮荫。^[4]

捕蝇草的组培繁殖一般可在其生长季节选取健壮的植株作为外植体，经过处理后将外植体接种到分化培养基中培养。一个月左右，叶片会分化出大量的愈伤组织和丛生芽，后将其移至增殖培养基中培养。再将生长到1厘米左右的丛生芽切割后接种于生根培养基中，长至2~3厘米时可出瓶炼苗。^[4]

捕蝇草喜疏松、透气、保水能力强、强酸性的基质，在使用以前必须调整pH值，要求pH值在4~5。基质不添加肥料，一般用泥炭与珍珠岩的混合物或纯水苔，基质应于每年春天更换一次。^[4]

捕蝇草生长季节的最适温度一般为15~25摄氏度，冬季休眠期温度一般为0~8摄氏度。夏季较炎热，最好将其浸于不高于花盆中部的水中，增加湿度并降温，对捕蝇草的生长较好。冬季11月至翌年3月，可以让捕蝇草进入休眠，此期间可保持湿润、低温。^[4]

捕蝇草其原生环境是沼泽地，没有高大植物遮荫，其是一种喜光植物。如果栽培环境光照充足，叶片会呈现红色，如果光线不足，植株就会生长不良。盛夏季节应避开直射的阳光，以免高温灼伤叶片和幼嫩的植株，影响其外观。^[4]

捕蝇草浇水应使用纯净水、雨水等软水，其对空气湿度比较高，相对湿度应保持在60%以上，通常其种植环境应有水槽，将种植盆放于水槽内，并定期补水，有利于提高湿度。捕蝇草的生长期应每天浇水，休眠期可减少或暂停浇水，保持基质稍湿。此外，若捕蝇草湿度不够，捕虫器也会慢慢失去活性。^[4]

捕蝇草喜肥，在生长季节可每隔2周施肥1次，或者每隔1个月在土面放1次固体肥料。有条件者，可人工喂饲一些蚊蝇或粉虫之类的小昆虫于捕虫叶内，以补充养分和代替施肥。^[4]

捕蝇草的病害主要有叶斑病或茎腐病。叶斑病可用百苗清喷洒防治，而茎腐病主要因为阴湿和不透气引起，如果茎秆上已出现黑斑腐烂，应立即停止浇水，将腐烂部分剪掉，喷洒药剂，改善其生长环境。另外，捕蝇草植株会遭受蚜虫、介壳虫等害虫的侵扰，防治方法可用一遍净或氧化乐果等药剂直接喷杀。^[4]

据2020年的数据统计，野生的捕蝇草物种只有100种，总个体数量在73000-158000之间。^[7]此外，由于捕蝇草种源比较稀少，在中国还属于较珍稀的植物。^[2]

因捕蝇草的野生种群分散，地理和适宜栖息地易受到限制，导致捕蝇草的数量和规模迅速下降。^[8]另外，人类的灭火活动是捕蝇草的另一个致危因素。在经常没有火灾的情况下，捕蝇草栖息地的灌木和树木会侵占大部分的生境，并导致捕蝇草的局部灭绝。^[19][20]同时，随着人口数量的增长，住宅和商业开发以及道路建设直接破坏了捕蝇草的栖息地，而需要沟渠和排水的场地准备会使周围地区的土壤干燥，这也会破坏捕蝇草的生存能力。^[7][21]

捕蝇草在2000年被列入《世界自然保护联盟（IUCN）濒危物种红色名录》，被列为易危（VU）物种^[9][5]在2019年被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）的附录Ⅱ中。^[10]此外，NatureServe在审查中将捕蝇草归类为“濒危”（G2）等级。^[7]

捕蝇草在2019年受到了《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）附录II的保护，在国际贸易上（包括部分和衍生物）已受CITES许可制度的监管。^[9][22]此外，根据《濒危物种法》，美国鱼类和野生动物管理局正对捕蝇草状态进行全面审查^[23]

捕蝇草的植株矮小，叶型奇特，适合做趣味观赏盆栽^[5]。

捕蝇草叶片具有捕虫功能，当昆虫进入叶片中时，叶片能够迅速合拢捕食昆虫，因此成为研究植物刺激性反应的良好材料^[5]。其夹子的快速闭合，也使其成为了仿生学领域的研究热点，虽然捕虫夹的快速闭合机制仍有待研究，但捕蝇草叶片的双弯曲结构与捕蝇草触觉毛快速感应特性，正成为了一些新型特种材料和新型捕虫器的灵感来源。^[14]

捕蝇草捕虫夹内可以分泌大量消化酶及具有抑菌作用的次生代谢产物，这给捕蝇草在生物医药方面的应用提供了可能；而基于捕蝇草的重组蛋白分泌系统，使其具有被开发成为重组蛋白生物反应器的潜质。^[14]

2021年，植物学者Makowski等人通过使用高压液相色谱法，证明了转基因植物的特征在于酚类化合物的数量增加，包括白花丹甙dài和酚酸等，也发现了捕蝇草能够合成大量的酚类化合物，如苯丙烷wán类、黄酮类、酚酸和1,4-萘nài醌kūn等。此外，在研究中，学者们通过研究发现根瘤菌介导的转化大大提高了畸胎瘤提取物的杀菌性能。并首次证明了捕蝇草转化的可能性。提出了转化可能是一种有效的工具，可用于增强捕蝇草组织中的次级代谢产物的产生并增加对人类抗生素耐药细菌的杀菌性能。^[24]