文／簡麗賢　

幼年至青少年成長期間，在農村住家附近的山坡小徑與古井周邊，看過會捕捉蚊蠅的野草，母親稱之會捕蟲的蚊仔草，囑咐我不摘取，因為這種食葷植物是蚊蠅的剋星，可以降低到古井挑水時被蚊蠅騷擾的機會。稍長，才知道這叫「捕蠅草」。植物為何捕食昆蟲？其生理機制為何？我很好奇卻不解。

有一回在同學家看到陽台種植捕蠅草盆栽，相當好奇，經過念電機背景的同學爸爸解說後，略懂捕蠅草捕蠅陷阱的物理機制，隱含力學與電學的概念，捕蠅草的捕蟲陷阱及運作機制，蘊藏科學的奧祕與自然的智慧，呼應王安石詩句「看似平凡最奇崛，成如容易卻艱辛」的意境。

日本人形容捕蠅草為「蒼蠅的地獄」，其主要特徵就是能夠迅速關閉的葉片，葉片邊緣具有規則的刺毛，稱之為「焮毛」，好比維納斯的睫毛，西方人描述為「維納斯的捕蠅陷阱」。捕蠅草獵取昆蟲的捕捉迷局有其生理奧祕與生存的科學脈絡，涉及生物適應的現象。

葉片感應 成為捕器



依據植物學的研究結果，捕器閉合的物理機制為何？

肉食性的捕蠅草屬於維管植物，具有根、莖、葉、花朵、種子，生長在養分及礦物質缺乏的溼地，為了生存，演化出肉食性的特質，其葉片成為捕器，可以誘引、捕抓及消化小型節肢動物的器官。捕器閉合的物理機制源自於葉片的焮毛，如同感應裝置，經過連續兩次碰觸的刺激時，葉的基部會產生大約100毫伏特（mV）的動作電位到葉子表面，造成葉片內側的水分迅速流失，內外壓力不等，葉片因此閉合。

這樣的捕蟲機制好比一組精密的結構，焮毛設定定時裝置，控制葉片細胞的膨脹與收縮。當水分從內層細胞流入外層細胞時，因壓力變化，內層細胞收縮、外層細胞膨脹，因而造成葉片彎曲而閉合。簡言之，捕蠅草捕器閉合的機制，促使兩側葉片合攏，在於外層細胞的細胞膜施加於細胞壁的壓力變大，內層變小。

身手矯捷 觸發電位



捕蠅草具有迅捷的捕蟲身手，外觀很像長著尖牙利爪的血盆大口，捕食昆蟲的方式是先用葉片的顏色與葉緣的蜜腺引誘昆蟲，葉片內側的焮毛，可感應獵物的觸動。每次觸發焮毛會產生電位。

研究顯示，產生第一次電位時，葉片仍會保持張開，並記憶第一次的觸發，捕蠅草並不是利用葉片彎曲時的彈力記憶初次觸發，而是透過觸發的充電電量記憶。若在20秒內發生第二次觸發，葉片才會快速閉合困住獵物。科學家在葉子中肋與葉片分別插入電極充電，模擬焮毛被觸發時產生電位的現象，實驗結果發現無論是分段充電，或是連續充電，充電電量都要達到14微庫侖（µC），也就是百萬分之14庫侖，葉片才會在大約0.5秒內快速閉合。

換句話說，若第一次觸發時，葉片並沒有動作，表示第一次觸發時，充電電量尚未達到14µC。當充電電量達到14µC時，葉片會快速閉合，此時水分快速從內層細胞流入外層細胞。相反的，當水分從外層細胞流入內層細胞時，外層細胞收縮，內層細胞膨脹，造成葉片彎曲而張開。

另一特殊的研究結果，捕蠅草的土壤酸鹼值，稱為pH值，也會影響捕蠅草的葉片閉合。若將捕蠅草的土壤浸潤在pH值高於4.5的溶液中，縱使充電電量達到14µC，使觸發焮毛產生電位，也無法誘使葉片閉合。

腺體消化 分解養分



當捕蠅草誘捕昆蟲後，昆蟲進入葉面而碰觸感應器官的焮毛兩次後，兩瓣葉片會迅速閉合而夾住昆蟲，昆蟲在掙扎過程中，葉片愈夾愈緊，直到幾乎密閉狀態，此時葉瓣內側的內腺體分泌消化酶，將昆蟲的蛋白質分解成生長的養分。