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能进行光合作用的神存在,竟然是一只海蜗牛
能进行光合作用的神存在,竟然是一只海蜗牛
海圈寄居蟹
2016-11-06 00:00:00 UTC
时隔多年,海娘依然清晰地记得高中生物老师对光合作用的定义:光合作用(Photosynthesis)是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素,在可见光的照射下,将二氧化碳和水转化为有机物,并释放出氧气的生化过程。
然而这时候有只海蜗牛跳出来了:我不服?
不服?不过看了它的自拍,海娘就信了——
绿叶海天牛,学名是Elysia chlorotica,是一种腹足纲海天牛科的动物。它们能将藻类的基因整合到自己的染色体内,从而获得光合作用的能力。这意味着,它们可以利用太阳能将二氧化碳和水转化为营养物质,维持自己的生存。研究者认为,这种跨物种的基因劫持现象,可以为未来人类基因疾病的治疗提供启发。
这不是妥妥的主角标配吗?
每天晒晒太阳就吃饱了~真羡慕!
植物细胞中的叶绿体。绿叶海天牛可以将叶绿体整合到自己消化系统的细胞之中。
形态特征
绿叶海蜗的体型十分娇小。成年个体体长从1到3厘米不等,没有贝壳,看上去活像一片叶子,翡翠般鲜绿,与藏身处的海藻天衣无缝地打成一片。它的这种美丽色泽在动物界并不多见,这其实要归功于它身体内部大量的叶绿体,就是那些通常只有植物才拥有的充满叶绿素的光合作用。
刚出生的小海蜗牛呈棕色,半透明,身上缀有红色斑点。绿叶海蜗牛两片形如翅膀的伪足将身体拉宽。当伪足折起来时,它看上去就像只绿色的鼻涕虫,体态修长,顶端两只触角;而当“两翼”像太阳能电池板一样展开时,它的身体便与一片绿叶无异,背上的血管就是它的叶脉。 绿叶海蜗牛与植物的相似程度还不止于此:如果长时间不见阳光,它还会枯萎,由绿变棕,发黄,最后死亡。
光合作用原理
“藻类的基因在动物细胞里本不应该发生作用,但在这里,它们确实在工作,”南佛罗里达大学和马里兰大学的生物学家西德尼·皮尔斯(Sidney Pierce)教授说,“这些基因使绿叶海天牛可以依赖阳光来提供营养。因此,如果食物来源发生问题,在找到更多的可食用藻类之前,它们也不会饿死。在未来的医疗应用中,这种自然发生的基因转移机制非常具有启发性。”
绿叶海天牛分布在美国东海岸的浅水湖泊和盐沼地中,特别是马萨诸塞州、康涅狄格州、纽约州、新泽西州、马里兰州、佛罗里达州和德克萨斯州。
在开始食用藻类之前,幼年绿叶海天牛的身体呈现棕红色。从20世纪70年代开始,人们就了解到绿叶海天牛能够将藻类的叶绿体整合到自己的细胞中,从而呈现出亮绿色。叶绿体是微小的囊状细胞器,存在于植物的绿色叶片中,能够利用阳光为化学反应提供能量,生产出有机物质维持植物的生存。
绿叶海天牛吞食一种学名为Vaucheria litorea的藻类,并将其叶绿体整合到自己消化系统的细胞中。之后,绿叶海天牛利用这些叶绿体为自己生产碳水化合物和脂类,时间最长可达9个月。
那么,在没有植物细胞支持的情况下,这些被吸收的叶绿体为何能维持如此长的时间呢?答案目前还不得而知。
皮尔斯教授及其同事对绿叶海天牛的DNA进行了分析,发现它们将来自藻类的一个基因整合到了自己的染色体中。利用这个基因,绿叶海天牛可以对受损伤的叶绿体进行修复,并保持其功能运转正常。
皮尔斯教授说:“这个基因被整合到了绿叶海天牛的染色体中,并传递给它们的下一代。当物种之间出现了一个成功的基因转移,上一代与下一代的演化基本上就发生了。”
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