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维纳斯捕蝇草牙齿形成了一个中等猎物的可怕的监狱

在“测试达尔文关于奇妙的维纳斯捕蝇草的假设:边缘尖峰形成'中等大小的昆虫猎物的'可怕的监狱',”亚历山大·L·戴维斯调查边缘尖峰的重要性,植物外缘的“牙齿”陷阱,成功捕获猎物。

他发现,当边缘尖峰被移除时,维纳斯捕蝇草的中等大小蟋蟀捕食成功率下降了90%。然而,对于较大的猎物,这种效果消失了,这表明尖峰可以为大型猎物提供一个逃脱的立足点。

该研究结合了实地观察,实验室实验和半自然实验,并首次测试了边缘峰值的适应性益处,这是达尔文关于维纳斯捕蝇草的原始假设之一。戴维斯写道:“我们提供了第一次直接测试猎物捕获性能如何受到边缘尖峰的影响,毛状体通过形成达尔文所描述的”可怕的监狱“而在金星捕蝇器中提供新功能。

植物食肉动物是一种新的饲养策略,在植物的进化史上至少出现过九次不同的时期。陷阱陷阱独立演变至少六次,陷阱陷阱五次。然而,金星捕蝇器的捕捉陷阱特征很可能仅在祖先血统中进化一次。达尔文是第一个在捕蝇器中记录食肉动物证据的人,并提出笼状结构可以增强捕食捕获的成功率。

对于实验室部分,戴维斯和他的合着者组装了“猎物捕获竞技场”,其中34个维纳斯捕蝇器设置在播种机中,用于蟋蟀的“斜坡”。打开和关闭的个体陷阱的数量,以及封闭的陷阱是否包含猎物,最初记录,三天后,一周后再次记录。戴维斯随后从一半的植物中移除了边缘尖峰。他允许一周的恢复,以便陷阱可以重新开放,并进行了第二次试验。使用逻辑回归模型记录和分析蟋蟀质量,植物陷阱的长度以及每株植物上捕获物的猎物捕获成功率。

戴维斯和合着者随后转向北卡罗来纳植物园的半自然实验。戴维斯在北卡罗莱纳州植物园放置了22株植物,每株植物上有一半的陷阱有完整的边缘尖刺,另一半则去掉了长钉。植物保持在花园的森林,开放区域的群体中,并且具有允许陆地节肢动物进入4周的斜坡。对于所有猎物捕获物,记录捕获物长度以及猎物质量和消化允许捕食类型。使用广义线性混合效应模型计算结果,然后使用Fisher's方法与实验室实验的结果组合。

戴维斯发现,边缘尖峰适用于捕获中小型昆虫的猎物,但不适用于较大的昆虫。在受控制的实验室猎物捕获试验中,16.5%的陷阱闭合导致捕获成功,而当边缘尖峰被移除时,只有5.8%的陷阱闭合成功。同样,植物园中的植物捕食成功率为13.3%,边缘穗状花序完整,9.2%穗状花序移除。

边缘峰值的好处对于中型陷阱来说是最显着的,中型陷阱的捕获率下降最快,而且边缘峰值完好无损。令人惊讶的是,这种效果在较大的猎物中消失了,戴维斯推测这可能是由于较大的昆虫使用尖刺作为自由撬动自己的杠杆。

这些发现为解释一种最独特的植物性状的进化提供了线索。“表征适应性特征的作用有助于我们理解陷阱类型多样性的选择性力量以及捕捉陷阱的稀有性,提供对所有植物中最精彩的进化创新之一的起源的见解,”戴维斯写道。

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