这种动物靠光合作用活着,一生只吃一顿饭就够了( 二 )


多年来 , 人们提出了几种可能的解释 。 一种解释认为 , 海蛞蝓通过自身内部机制维护叶绿体 , 使其更加经久耐用 。 另一种解释认为 , 海蛞蝓设法劫掠藻类的细胞核 , 吸收利用其中维护叶绿体的相关基因 , 但与我交流的大多数研究人员认为 , 这种解释缺乏相关证据 , 或者证据混杂 。 几年前 , 有科学家提出了另一种解释:也许对海蛞蝓来说 , 劫持的叶绿体之所以重要 , 更大程度上不是作为光合作用场所 , 而是作为自给自足的食物贮存——这些细胞内部的微型结构可以储存能量 , 在需要营养的时候被消化吸收 , 就像骆驼富含脂肪的驼峰一样 。 按照这种解释 , 叶绿体的维护工作可能会半途而废 。
Pierce 告诉我 , 这个想法并未得到多少支持 。 (它并不否定海蛞蝓利用光能的可能性:例如 , 某些种类的海蛞蝓可能会在利用叶绿体光合作用数周后 , 再将其中的储备吃干抹净 。 )而且许多专家深信 , 对于绿叶海天牛和它的几个近亲来说 , 身怀藻类叶绿体的最大好处完全在于光合作用 , 尤其是考虑到“窃取叶绿体是一件危险的事情” , 葡萄牙阿威罗大学(University of Aveiro)的海蛞蝓研究专家 Paulo Cartaxana 告诉我 。 叶绿体很脆弱 , 也很挑剔 , 它们在运作时会释放有毒化合物 。 叶绿体必须提供很大的好处 , 否则它们早就被抛弃了 。而这方面的证据也已经为数不少 。
一些储存叶绿体的海蛞蝓物种在晒太阳的情况下会活得更久、长得更大 。 缅因大学的 Pelletreau 在先前一项合作研究中表明 , 绿叶海天牛似乎完全依赖于叶绿体;没有叶绿体 , 它们在幼龄时就会死亡 。近期一项研究指出 , 某些海蛞蝓物种会故意切断自己的头部 , 叶绿体提供的能量甚至足以支撑它们从断头上长出新身体的艰巨工作 。
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进一步的研究表明 , 海蛞蝓具有强大的光合作用能力 。 这些研究在原子尺度上追踪叶绿体制造的化学分子 , 它们转移到一系列海蛞蝓的身体组织 , 可能会促进各种各样非常“海蛞蝓”的过程 。 Cartaxana 最近的研究有了新进展:在绿叶海天牛的近亲 Elysia timida 中 , 肠道细胞叶绿体产生的物质最终会进入生殖组织 , 并提高它们产卵的数量 。(E. timida 虽然在饭桌上是贪婪的窃贼 , 在恋爱时却注重礼尚往来 。 它们都是雌雄同体 , 交配时会头对头地碰撞 , 用从右眼下方松开的阴茎相互授精 。 )
“产卵是一项巨大的生殖投资 , ” E. timida 新研究的另一位作者、同样来自阿威罗大学的 Sónia Cruz 告诉我 。 “这需要消耗它们大量能量 。 ” 每只海蛞蝓必须产下数百枚卵 , 每枚卵都要含有足够的营养 , 以维持后代的早期发育 。 叶绿体似乎是一种能量上的恩赐 , 在某些情况下能使海蛞蝓的产卵数量翻倍 。
波兰华沙大学(University of Warsaw)的演化生物学家 Anna Karnkowska 告诉我 , 可以从其他窃取叶绿体的生物那里学到教益 , 它们大部分是像甲藻这样的单细胞生物(尽管有两种海洋蠕虫似乎也会短时间劫持叶绿体) 。 据认为 , 这些生物与它们的叶绿体有着特别密切的关系 。 对它们来说 , 盗食质体可能是将叶绿体永久固定在细胞内部 , 并使其世代相传的中间步骤 。
海蛞蝓具有多细胞解剖结构和复杂的生活方式 , 将偷来的叶绿体传递给子代会困难得多 。 就科学家们所知 , 它们的行为类似于黑市器官移植 , 也仅此而已:当海蛞蝓死亡时 , 其叶绿体也会随之死亡 。 但 Karnkowska 认为 , 即使叶绿体移植是一个死胡同 , 这同样令人为之深深着迷 , 并推动我们去重新审视生物体之间光怪陆离、打破分类常规的关系 。 海蛞蝓为叶绿体提供了一个家 , 并在一段时间内伪装成冒牌植物;反过来 , 叶绿体成为杀戮的唯一幸存者 , 在其他藻类伙伴无法忍受的地方苟且偷生 。

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