


ウツボカズラは、落とし穴トラップと呼ばれる変形した葉を持つ食虫植物で 、消化液で満たされた深い空洞を持つ獲物を捕らえる仕組みになっています。いわゆる「真の」ウツボカズラのトラップは、特殊な葉によって形成されています。植物は蜜で獲物を誘い込み、溺れさせます。[ 1 ]
「ウツボカズラ」という用語は一般的にウツボカズラ科とサラセニア科の植物を指しますが、単型科のセファロタ科やブロメリア科の一部の植物も同様の落とし穴トラップを使用しています。ウツボカズラ科とサラセニア科は、ウツボカズラ科の中で最も種数の多い科です。[ 2 ]
ウツボカズラ科には、100種以上と多数の交雑種や栽培品種を含む、ウツボカズラ属(Nepenthes)という単一の属が含まれています。この旧世界のウツボカズラ属では、捕虫袋は、それ以外は特に特徴のない葉の中央脈から伸びる巻きひげの先端に付いています。旧世界のウツボカズラは、一般的に、小さく対称的な捕虫袋を持ち、捕虫袋の内壁の表面にはワックス状のコーティングがびっしりと付いているのが特徴です。これらの植物自体は、前述の巻きひげを使って生息地の樹冠に到達するつる植物であることが多いですが、森林の開けた場所の地面に生えているものや、樹木に着生しているものもあります。[ 3 ]
新世界産のサラセニア科(Sarraceniaceae)は3属からなり、水平に伸びる根茎から捕虫器が生じる地生草本である。この科では、葉全体が捕虫器を形成するが、ウツボカズラ科(Nepenthaceae)では捕虫器は葉の先端部分から生じる。一般的に湿地捕虫器(または誤って太陽捕虫器)として知られるヘリアンフォラ属(Heliamphora)の種は、葉が巻いた単純な捕虫器を持ち、その先端には蜜を分泌するスプーン状の構造がある。これらは南米の降雨量の多い地域に限定されている。北米産のサラセニア属(Sarracenia)はトランペット型の捕虫器で、ヘリアンフォラ属よりも複雑な捕虫器を持ち、ほとんどの種で蓋(operculum )によって雨水の過剰な蓄積を防いでいる。カリフォルニアに自生するダーリントニア属の唯一の種は、膨らんだ「蓋」と優雅な偽の出口、そしてアリなどの獲物を捕虫器の入り口まで運ぶための二股に分かれた「舌」を持つことから、コブラ植物として広く知られています。サラセニア属の種は容易に交雑するため、その分類は複雑です。[ 4 ]
紫色のサラセニア・プルプレアは、カナダのニューファンドランド・ラブラドール州の州花である。[ 5 ]
ケファロタス科は単型科で、属と種はそれぞれCephalotus follicularisのみです。この種は、ウツボカズラ 属のものと形が似ている小型(2~5 cm)の捕虫器を持っています。ウツボカズラ属とは異なり、ケファロタスfollicularisでは、葉柄は捕虫器の底ではなく、上部の縁の後ろに付いています。[ 6 ]この種は、オーストラリア南西部の 1 か所にのみ生息しています。[ 7 ]
ブロメリア科( Bromeliaceae )のいくつかの種、例えばBrocchinia reducta やCatopsis berteronianaなどは、食虫植物であることが知られているか、あるいは疑われている。[ 8 ]
ハエなどの餌を探したり、飛んだり、這ったりする昆虫は、アントシアニン色素や蜜などの視覚的な誘引物によって、カップ状の葉によって形成された空洞に引き寄せられます。多くのウツボカズラは、昆虫を引き付けるのに役立っている可能性のある紫外線色のパターンを示します。[ 6 ] Cephalotus follicularisなどの一部の種は、周囲の環境の色に一致する色を使用して昆虫を捕らえるためにカモフラージュを使用していると考えられます。また、植物は基質に埋め込まれていることが多く、トラップが地面と面一になっています。[ 6 ]
嗅覚の手がかりも誘引に役割を果たすことがある。例えば、ウツボカズラは花の香りを模倣して昆虫を捕虫器に誘引する。[ 9 ]
捕虫器の縁(口縁部)は、結露や蜜で湿ると滑りやすくなり、昆虫が罠に落ちる原因となる。落とし穴の壁は、脱出を防ぐために、蝋質の鱗片、突出したアルデヒド結晶、クチクラのひだ、下向きの毛、またはガード細胞由来の三日月形の細胞で覆われていることがある。 [ 1 ]捕虫器の中にある小さな液体の塊は、植物性水たまりと呼ばれる。これらは昆虫を溺死させ、その体は徐々に溶解する。これは、細菌の作用(細菌が雨によって捕虫器に流れ込む)または植物自身が分泌する消化酵素によって起こる可能性がある。捕虫器の液体は、粘弾性と酸性度が大きく異なり、それによってどのタイプの獲物を標的にできるかが決まる。例えば、粘弾性の増加は昆虫の保持力の向上と関連しており、ハエなどの飛翔昆虫の捕獲に役立ちますが、液体の酸性度の増加は昆虫の殺虫時間を短縮し、アリなどの這う昆虫の捕獲に役立ちます。[ 10 ]一部のウツボカズラには共生関係にある昆虫の幼虫が含まれており、幼虫は捕獲した獲物を餌とし、植物はその排泄物を吸収します。 [ 11 ]
消化のメカニズムが何であれ、捕食された獲物はアミノ酸、ペプチド、リン酸塩、アンモニウム、尿素の溶液に変換され、そこから植物はミネラル栄養素(特に窒素とリン)を得ます。すべての食虫植物と同様に、ウツボカズラは、土壌のミネラルが乏しい、または酸性が強すぎてほとんどの植物が生存できない場所に生育します。ウツボカズラは、利用可能な栄養素とミネラル(通常は植物が根から得るもの)を、捕食した昆虫の成分で補います。[ 12 ]
成熟したネペンテス・ロウイは、ツパイ(Tupaia montana )を引き寄せます。ツパイは植物が生成する蜜を食べるだけでなく、捕虫器の中に排泄し、硝酸塩やその他の栄養素を提供します。植物とツパイは相利共生の関係にあります。ネペンテス・ロウイの縁は滑りにくく、ツパイは容易に出入りできます。また、他のウツボカズラよりも多くの蜜を提供します。捕虫器の縁の形状と蜜の位置により、動物が蜜を吸う際に後肢が縁の上にあるようになっています。[ 13 ]
ネペンテス・ラフレシアナ変種エロンガタは、ハードウィックの毛深いコウモリ(ケリボウラ・ハードウィッキー)と似たような関係にある。 [ 14 ]コウモリは捕虫袋の中にねぐらを作り、植物はコウモリの糞から葉の窒素の大部分を得ている。このような共生関係を示さない他のネペンテス・ラフレシアナの変種と比較すると、ネペンテス・ラフレシアナ変種エロンガタは、単独のコウモリと母子ペアの両方を収容できる細長い捕虫袋を持っている。細長い形状に加えて、ネペンテス・ラフレシアナ変種エロンガタは他の種と比較して捕虫袋液の量が少なく、コウモリを収容するためのスペースがより多く確保されている。
落とし穴トラップは、葉の折り込み(葉の向軸面または上面が捕虫器の内側になる)によって進化し、[ 15 ] [ 16 ]進化の過程でより深くくぼんだ葉が選択圧によって有利になったと広く考えられている。捕虫器は、3 つの真正双子葉植物系統と 1 つの単子葉植物系統で独立して進化しており、収斂進化の一例である。[ 15 ]ウツボカズラ科などの一部のウツボカズラ科は、主にハエ取り紙トラップで構成されるクレード内に位置付けられており、一部の捕虫器は、粘液質の喪失によって今日のハエ取り紙トラップの共通祖先から進化した可能性があることを示している。[ 17 ]
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