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捕蠅草

morguefile.com Venus Flytrap
捕蠅草

巧妙結構令進化論者感到費解

作者:喬納森.薩法蒂
譯者:盧慧明

捕蠅草(Venus flytraps,學名Dionaea muscipula),這種令人嘆為觀止的植物,原來只生長在地球的一角,其發源地位於美國南、北卡羅來納州沿岸1,100公里的沼澤地。捕蠅草生長於柔軟而潮濕的沼澤地,由於土壤的養分不足,需要靠捕食昆蟲獲得營養。而捕蠅草的名字「Venus flytraps」,以羅馬女神「維納斯」(Venus)命名,帶有「誘惑」之意。

捕蠅草的生長高度約20至30公分,長有細小的白色花束,葉子長約8至15公分,其中包括捕捉昆蟲的陷阱葉片。陷阱葉片上共有六條觸發毛(trigger hairs),當昆蟲碰到其中一條觸發毛,葉片就會沿着中線迅速合上,葉片關閉的速度約有十分之一秒,比我們眨眼睛還要快,令昆蟲防不勝防1。陷阱葉片會分泌出一種紅色的消化汁液,大約十天就會把昆蟲消化,之後重新張開,準備再次捕食。在經過三至四次捕食後,陷阱葉片便會枯萎。

科學家一直不知道捕蠅草如何捕捉昆蟲,直至美國哈佛大學馬哈德曼(Mahadevan, L)博士領導的研究小組,以高速攝影機及精密計算顯示陷阱葉片的運作過程2。在陷阱葉片關上的一刻,葉片的形狀由凸面( 向外彎曲)變成凹面(向內彎曲)。研究人員指出, 這原理好比一個切開的網球,當網球所受的壓力超過某一能量勢壘(energy barrier),網球就會立刻翻轉過來1。這個簡潔的幾何模型能準確預計陷阱葉片的運作,並可以將之放大,運用在動力引擎上。

研究顯示,陷阱葉片的關閉過程,取決於精密的幾何學:假如有關比例過小3,陷阱就會輕輕關閉而不是迅速合上;假如有關比例過大,將提高能量勢壘,陷阱的關閉時間便會拖長。當昆蟲碰到觸發毛的一刻,陷阱便會啟動,驅使微量的水分滲入葉片,迅速越過能量勢壘,使陷阱關閉。而陷阱葉片屬於肉質葉,在細胞之間有許多的水分,能減少閉合造成的震動。

iStockphoto.com Venus flytrap with caught spider

捕食昆蟲植物的奇妙,甚至令達爾文(Darwin)寫了一本關於它們的書,他形容捕蠅草是「世上最令人驚奇的植物之一」4。首席研究員寫道:「研究結果有一點令我們感到困惑——這個結構是 怎樣進化形成的?」1這也就是當初研究的推動力。」他把植物稱為「大自然的終極水力工程師」2。當然,我們沒有理由相信捕食昆蟲植物是進化形成!

《聖經》告訴我們,死亡是始祖亞當犯罪的結果(參閱《創世記》3章19節《羅馬書》8章20–22節),那麼,捕食昆蟲植物又如何符合《聖經》教導?首先,儘管從現代西方生物學的角度認為昆蟲是「有生命的」(living),但《聖經》作者卻不認同。《聖經》以一個特別的希伯來語詞組「nephesh chayyāh」(活的魂/活物)來形容脊椎動物,但並不包括昆蟲或植物。

第二,捕蠅草的陷阱葉片,這個奇妙的設計原本可能是用來捕捉種子等,而不是用來捕食昆蟲。事實上,迄今有些蜘蛛以蜘蛛網來捕捉花粉作為食物,不過牠們也吃昆蟲,有可能因為現在的花粉缺乏一種必需營養5。在創世之初,蜘蛛可能靠結網捕捉花粉維生,然而因為始祖犯罪,使大地和植物受到上帝的詛咒(參閱《創世記》3章17節)。

第三,捕蠅草的捕蠅機理,有可能是一個休眠的特徵,創造主早已知道始祖會犯罪,所以在創造植物時,預先把這項功能隱藏在捕蠅草的基因當中。因為始祖犯罪,使「一切受造之物一同歎息、勞苦,直到如今」(《羅馬書》8章19–22節6,7

參考文獻及註解

  1. How a Venus flytrap snaps up its victims, New Scientist 185(2484):17, 29 January 2005. 回到內文.
  2. Forterre, Y., Skotheim, J.M., Dumais, J. and Mahadevan, L., How the Venus flytrap snaps, Nature 433(7024):421–425, 27 January 2005. 回到內文.
  3. A dimensionless geometric parameter α = L4 κ2 /h2 , where L is leaf size, κ is curvature and h is thickness. Below a critical value αc ~ 0.8, the leaf closes smoothly; above it, it snaps rapidly. 回到內文.
  4. Darwin, C., Insectivorous Plants, Murray, London, 1875. 回到內文.
  5. White, T., Pollen-eating spiders, Nature Australia 26(7):5, 1999–2000; Anon., Pollen-eating spiders, Creation 22(3):5, 2000. 回到內文.
  6. See also Batten, D. (Ed.), Catchpoole, C., Sarfati, J. and Wieland, C., 創世答問, ch. 6, Creation Book Publishers, USA; Sarfati, J. Refuting Compromise, Master Books, Arkansas, USA, 2004; Q&A: Death and suffering. 回到內文.
  7. Update: see further research, Narayan, A.L., Venus flytrap inspires adaptive optics, Physicsworld.com, 4 December 2007. 回到內文.

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