蕭采軒:食蟲植物的觀察研究


食蟲植物觀察總結報告

 

觀察研究動機:

  很久以前我曾經在書本上看到食蟲植物的介紹,那時候就覺得這種植物好特別,很好奇為什麼它會吃昆蟲?它是怎麼吃的?怎麼消化的?但我以為那一定不是長在我們這邊的,直到有一天跟爸媽逛花市時看到有人在賣豬籠草,親眼看到豬籠草,讓我覺得好驚奇,我就跟爸媽要求買回家種,我想要好好的觀察它,看看他是怎麼吃蟲的?

 

觀察研究目的: 

1. 食蟲植物有哪些種類?
2. 各種食蟲植物的構造?
3. 各種食蟲植物獵取食物的方法
4. 食蟲植物消化昆蟲的時間和過程
5. 食蟲植物挑食嗎?食量多大?
6. 食蟲植物能吃下體積多大的生物?
7. 食蟲植物如何繁殖?
8. 食蟲植物的成長過程

 

觀察研究方法: 

查資料觀察紀錄拍照錄影實驗

 

觀察研究內容與結果: 

總論

  食蟲植物與一般植物不同的地方,就是在獲得養分的方式;怎麼樣的植物才算是食蟲植物呢?凡是具有引誘、捕捉、消化及吸收昆蟲能力的植物就可稱為食蟲植物。

  食蟲植物為什麼要吃蟲呢?因為植物的生長都需要養分,養分的來源有二:一是由根部吸收水份及礦物質,二是由葉片吸收二氧化碳,再經由陽光推動光合作用,將這些物質轉化為碳水化合物及其他的有機物來供給植物營養,植物才能生長。因此,生長在貧瘠環境下的植物,無法從根部吸收足夠的物質,所以勢必要發展出另一種獲得養分的方法,才能生存。

  食蟲植物生長的環境,是富含水份的溼地;在這種環境下,土壤中的養分很難維持,因為溼地的水會很快地將養分帶走;食蟲植物因為要在這種貧瘠的環境中生存下去,因此發展出捕食昆蟲的方法以獲得其所需要的養分。

  食蟲植物發展出「食蟲」的能力,因為具有「食蟲」的能力,所以可以比在相同環境中一般的植物獲得額外的養分,而生長旺盛。

 

各種食蟲植物的構造及實驗

捕蠅草

捕蠅草的構造

  捕蠅草的捕蟲夾是由一對左右對稱的葉片特化而來的,捕蟲夾下面連接的是葉柄。捕蟲夾上的外緣有一整排刺是防止被捕的昆蟲逃脫;當捕蟲夾夾到昆蟲合起來時,這些夾子兩端的刺正好交錯,好像一個牢籠,使昆蟲無法逃走。

  在捕蟲夾的內面有三對細毛,這細毛便是捕蠅草的感覺毛,用來偵測昆蟲是否走到適合捕捉的位置。大多數的捕蟲器只帶有三對感覺毛,但也可能有多出一根到數根感覺毛的捕蟲器。

下各圖:捕蠅草的花

 

捕蠅草的張合

  捕蟲夾會合起來是在昆蟲碰到夾子上的感覺毛時開始的;只要在一個捕蟲夾中,任意一根感覺毛被碰到兩次,或是分別碰到兩根感覺毛,捕蟲夾就會合起來。

  在捕蟲夾的感覺毛的基部有一個膨大的部分,裡面有一群感覺細胞,昆蟲推動了感覺毛,使得感覺毛壓迫感覺細胞,感覺細胞便會發出微弱的電流,流向捕蟲器上所有的細胞,好像通知捕蟲器上所有的細胞-食物來了;因為電流會向整個捕蟲夾四散,所以要捕蟲夾閉合並不需要碰同一根感覺毛,只要在同一個捕蟲夾中任兩根感覺毛發出電流,便能讓捕蟲夾合起來。

  為了了解捕蟲夾閉合的情形?我設計了三個實驗:

第一個實驗

實驗器材:計時器、夾子、捕蠅草

實驗步驟:

1. 用夾子碰一根感覺毛,隔10~90秒再碰另外一根感覺毛。

2. 觀察捕蠅草的捕蟲夾閉合的情形。

 第二個實驗

實驗器材:捕蠅草、牙籤、計時器、照相機

實驗步驟:

1. 把捕蠅草的捕蟲夾編號,1~9號。

2. 用牙籤碰觸感覺毛一次,計時,時間到時再碰觸一次。

3. 照相與紀錄變化情形。

4. 7小時後再照相與紀錄一次變化的情形。

5. 14小時後照相與紀錄一次變化的情形。

 第三個實驗

實驗器材:捕蠅草的新捕蟲夾、牙籤

實驗步驟:

用牙籤快速碰觸捕蟲夾的觸發毛兩根以上,讓捕蟲夾閉合起來,等捕蟲夾張開時再碰觸捕蟲夾的觸發毛讓捕蟲夾再閉合,重複這個步驟,觀察每次捕蟲夾閉合和張開的情形,並計算次數。

由這幾個實驗得到的結果是:

I. 感覺毛被碰到的時間間隔對於捕蟲夾會不會合起來有決定性的影響:假如兩次的觸碰時間間隔在40秒內,捕蟲夾能很快閉合;在50秒時,捕蟲夾可能有點遲疑,所以閉合的速度很慢,超過60秒,則捕蟲夾就不會合起來了。
II. 捕蟲夾需要兩次的刺激才閉合,是為了要確認昆蟲已經走到適當的位置。當捕蟲夾受到第一次的刺激時,這時昆蟲只是稍微走入捕蟲夾;如果捕蟲器現在就閉合起來,可能只會夾住昆蟲的一部分,那麼昆蟲能夠逃脫的機會便很大。當捕蟲夾受到第二次的刺激時,這時昆蟲差不多也走到捕蟲夾的裡面,這時閉合的捕蟲夾便能將昆蟲確實地抓住,關在捕蟲夾中。
III.  捕蟲夾的壽命跟它張合的次數有關。
IV. 捕蠅草的捕蟲夾的閉合次數是有限的,捕蟲夾越老,閉合的刺激要越大(如相隔的時間要越短);捕蟲夾越老,動作越緩慢。

捕蠅草挑食嗎?它的食量大嗎?

實驗器材:夾子、肉鬆、海苔、起司、水、蒼蠅

實驗步驟:

1. 用夾子把食物放進捕蟲夾裡。

2. 觀察、紀錄捕蠅草的捕食、消化過程

實驗結果:

I.  捕蠅草的確挑食,由捕蟲夾的張合情形判斷,他只吃含蛋白質的食物;海苔屬於蔬菜類,所以雖然觸動觸發毛而使捕蟲夾閉合,但第二天捕蟲夾就張開,張合的情形跟上次用夾子觸動觸發毛的實驗情形是一樣的,推論捕蠅草不認為海苔是它的食物,而捕蟲夾對水毫無反應,夾子裡積滿了水,但就是不會合起來。
II. 捕蠅草的食量並不大,她吃得下蚊子、螞蟻,但是連蒼蠅都吃不下,這次餵食的食物量都太多,所以所有的捕蟲夾都爛掉了

 

毛氈苔

  毛氈苔的構造

  毛氈苔長得簡直跟章魚一模一樣,它的那些葉片就像章魚的八隻腳伸展開來,而葉片上的腺毛則是八爪章魚的吸盤,可以牢牢的抓住昆蟲。仔細看毛氈苔,它長得真漂亮,葉片上的腺毛像一顆一顆的水珠,這些水珠會散發出味道吸引昆蟲,這些水珠也會把停在它上面的昆蟲黏住,再把它消化掉。

下各圖:毛氈苔的花

  毛氈苔挑食嗎

實驗器材:夾子、肉鬆、海苔、起司、水

實驗步驟:

1. 用夾子把食物放在毛氈苔的葉片上。

2. 觀察、紀錄毛氈苔的捕食、消化過程。

實驗結果:

I.  毛氈苔的確挑食,它只吃含蛋白質的食物;海苔屬於蔬菜類,所以雖然它的葉片捲起來,但是張開後發現海苔並沒有被消化掉,因此推斷毛氈苔不認為海苔是它的食物,顯然他不是吃素的。
II.  毛氈苔對食物的反應比捕蠅草慢多了。
III. 毛氈苔的食量並不大,因為餵食的量並不大,但是它仍然無法消化而爛掉發霉。

 

豬籠草

  豬籠草的生長與構造

  我們看到的豬籠草的葉子,其實是它的葉柄;真正的葉子,是葉柄末端形成的瓶子狀的捕蟲器。葉脈從葉柄穿出,成為卷鬚,在卷鬚的末端會形成一個瓶子狀的捕蟲器,這才是豬籠草真正的葉子。

下各圖:豬籠草籠內的構造

(顯微鏡下)

 

瓶子草

  瓶子草的生長與構造

(右:顯微鏡下)

 

狸藻

  黃花狸藻的構造

  黃花狸藻是水生的食蟲植物,它的補蟲器官是捕蟲籠。

 

檢討

1. 作食蟲植物的實驗真是不容易,例如捕蠅草捕蟲夾一次的張合需要一天以上的時間,為了訂時拍照,我們還熬夜等到半夜,真是辛苦。
2. 食蟲植物的資料好少,大部分的資料都是在種植方面,吳老師說外國的網站上有比較多的資料,可是都是英文,我們都看不懂,所以收集到的資料很少。
3. 這次的實驗捕蟲夾可以張合六次,不曉得是不是每個捕蟲夾的張合次數都相同?應該要再做幾次相同的實驗來確定,看看是不是每個捕蟲夾的張合次數都一樣,但是捕蟲夾生長得好慢,再加上現在是夏天,有的新捕蟲夾生長到一半受不了高溫就枯掉了,所以沒辦法再多做幾次相同的實驗。毛氈苔也是一樣的情形,我的毛氈苔已經進入休眠期,無法再做實驗了!
4. 本來我也想觀察豬籠草和瓶子草捕蟲的情形,可是好幾次我抓一些螞蟻放在豬籠草和瓶子草的附近,可是螞蟻都不被吸引過去,所以關於豬籠草和瓶子草的觀察可以說是失敗的。
5. 食蟲植物的種類很多,我們只觀察了幾種比較常見的,將來有機會可以再多收集一些不同的種類來觀察。
6. 因為不曉得狸藻的飼養方法,所以把狸藻養死了,真對不起吳老師。

 

心得

  經過這麼長的觀察時間,我覺得做觀察可真不容易呀!我要謝謝很多人,謝謝媽媽陪我找資料、作實驗,如果沒有媽媽的督促和鼓勵,我大概會半途而廢;還有謝謝維尼哥哥幫我做這麼漂亮的網頁,我以前都沒想過我居然可以在網路上秀出自己的東西。

  我也要謝謝食蟲植物,我覺得很對不起它們,因為我們在實驗的時候把捕蠅草的捕蟲夾還有毛氈苔的葉片弄死了好多!還餵它們吃一些它們不喜歡吃的東西。

  觀察過食蟲植物後覺得它跟我以前想像的完全不一樣,我還想再多了解它們!

  做完這個觀察報告,我覺得收穫最大的是我的電腦功力大增,打字速度變快,也學會了一些相片的處理方法,也比較會上網查資料了!

 

參考資料

網站:

1. 食蟲植物記

2. 依叟狄卡花園

3. 塔內植物園

書籍:

中國孩子的自然圖書館-食蟲植物

 

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