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1.神奇的动物
这个动物叫做海蛞蝓(Costasiella kuroshimae),不是蛞蝓,是螺类的一种,海兔科海洋腹足类的统称,又称海蛞蝓。是不是看起来又像牛,又像羊?这个萌物有一个形象和贴切的小名-叶羊:叶羊有着白白的大头,头上有着一对黑黑的眼睛和可爱的触角,浑身透着翠绿的颜色,看上去像一只卡通的小羊,一般能够长到5毫米左右。海蛞蝓属浅海生活的贝类。它是甲壳类软体动物家族中的一个特殊的成员。它们的贝壳已经退化为内壳。背面有透明的薄薄的壳皮,壳皮一般呈白色,有珍珠光泽。
叶羊分布在日本、印度尼西亚和菲律宾沿海。叶羊以海藻为食,由卵孵化出来的幼虫是无色的,一旦遇到了藻类,大约经过24个小时的啃食,身体就由无色变成了翠绿色。
科研人员对这个现象很感兴趣,对其生活进行研究发现:叶羊在啃食的过程中从破碎的藻细胞中将叶绿体“提取”出来,并放置于消化道细胞之中的。科研人员还给这些进入消化道细胞的叶绿体取了个名字,叫做“盗食质体”(kleptoplasty),以表明它的来源特性。
萌叶羊是怎么处理这些“盗食质体”的呢?难道是为了美颜、吸引异性或者作为保护色来逃避天敌?科研人员研究发现,叶羊和植物一样能够进行二氧化碳的固定和氧气的释放。这说明叶羊将叶绿体置于自己的细胞内进行光合作用,并利用光合作用产物为自己提供能量。然而更令人惊奇的是,叶羊在没有食物的情况下,只靠晒晒太阳竟能维持长达10个月的生命,如果觉得这个时间相对人类或其他长寿生物来讲不算长的话,那么小编在此科普一下-叶羊的寿命也仅仅是一年左右。叶羊的生命中不必为了那“一日三餐”而忙忙碌碌,而是啃个24小时海藻,就可以四处游游玩玩了,是不是特别的“励志”?
2.叶羊光合作用的可持续性
小编写到这里突然想到了大力水手通过吃菠菜而力大无穷保护自己和女友的漫画故事。
大力水手只有吃菠菜才变得力大无穷但是这种力大无穷不是永久的,属于现吃现用,即刻生效的有时效性的神奇力量。到这里大家是不是也会疑惑-叶羊这种“神力”是不是也是具有时效的,不可持续的?毕竟“盗食质体”中存在大量的易耗品——负责执行光合作用的各种蛋白,需要不断的合成和补充,才能维持它的功能。然而叶绿体所需要的蛋白,并不能完全由叶绿体本身合成。大家知道,叶绿体有自身的基因组和蛋白合成系统,然而它们并不完整——叶绿体很多必需蛋白的合成基因,已经转移到了细胞核基因组中。如果没有核基因的参与,独立的叶绿体会由于多种功能性蛋白的损耗而迅速失去活性。
讲到这里细心的读者应该会有个判断-前文小编已经提到了24小时啃食海藻后就可以游游玩玩了,所以叶羊这种“神力”是可持续的。是不是被惊艳到了?那么小编就说一说为什么叶羊能够持续的拥有这个“神力”。“神力”的根源就是叶羊在获取叶绿体的同时也获取了海藻的核基因。研究人员通过PCR和原位荧光杂交技术证实了叶羊细胞中存在编码参与光合作用的各种蛋白的基因。
3.叶羊光合作用的产生原因
动物获取原本属于植物的基因,这看起来似乎有些天方夜谭。然而,这一过程是真实存在的。由于这种基因的转移过程,不同于依赖生殖细胞的亲代-子代式的“垂直传递”,因此被命名为“水平基因传递”(Horizontal gene transfer,HGT)。
在生物演化史上,最有名的HGT过程,莫过于线粒体的产生。线粒体是几乎所有真核细胞所具有的细胞器,它能进行有氧呼吸,从而为细胞提供能量。然而,最早期的线粒体,是一种独立生活的、能够进行有氧呼吸的原核生物。真核生物的祖先在吞噬它后,并没有将它消化,而是和它形成了一种奇妙的联盟:真核细胞为它提供有氧呼吸所需的有机物,而它则为真核细胞提供能量。在漫长的演化过程中,线粒体基因组上有相当多的基因通过HGT过程转移到了真核细胞的核基因组上,使得二者的关系更为密不可分。与此类似的是,植物中的叶绿体,也来源于一类被吞噬的光合细菌。这,就是著名的“内共生起源学说”。
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