大家好,我是魅力科學(xué)君,今天給大家介紹一種令人覺得不可思議的動(dòng)物——黑島天兔海蛞蝓(Costasiella kuroshimae),這種動(dòng)物不但能進(jìn)行光合作用,而且頭斷了還可以再生。
黑島天兔海蛞蝓屬于海兔科柱海蛞蝓屬動(dòng)物,主要分布于印度洋和太平洋之中,它們的體型很小,其體長(zhǎng)通常不超過(guò)1厘米,由于它們看上去有點(diǎn)像植物的葉子,又有點(diǎn)像一只小小的小綿羊,因此人們通常將其稱為葉羊,為方便描述,下文我們也這樣稱呼它們。
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我們知道,想要進(jìn)行光合作用,就得有葉綠體。實(shí)際上,葉羊自己是沒有本事制造葉綠體的,但它們卻能“偷走”藻類的葉綠體,然后將其據(jù)為己有,讓其在自己的身體里繼續(xù)進(jìn)行光合作用。
葉羊平常主要以藻類為食,在進(jìn)食的時(shí)候,它們會(huì)用類似針管一樣的口器刺穿藻類細(xì)胞,把里面的東西吸出來(lái),其中就包括了葉綠體。
通常來(lái)講,在大多數(shù)動(dòng)物體內(nèi),這些被吞進(jìn)肚子的葉綠體很快就會(huì)被消化分解,但葉羊卻可以把這些葉綠體保留下來(lái),并將其儲(chǔ)存在自己身體的分支狀消化結(jié)構(gòu)中。
這些分支結(jié)構(gòu)會(huì)延伸到它們身體兩側(cè)那些像葉片一樣的突起里,這樣一來(lái),葉綠體就能更好地接觸陽(yáng)光。
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重要的是,這些“偷來(lái)”的葉綠體并不是擺設(shè),它們依然可以繼續(xù)工作,研究表明,葉羊在進(jìn)食一次之后,就可以在長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的時(shí)間里,僅僅依靠陽(yáng)光和二氧化碳來(lái)維持生命活動(dòng)。
這是因?yàn)槿~綠體自己保留了少量最關(guān)鍵的基因,能自主合成光合作用過(guò)程中損耗最快的那部分蛋白質(zhì),勉強(qiáng)維持基本運(yùn)轉(zhuǎn),而由于葉羊細(xì)胞內(nèi)部的化學(xué)環(huán)境跟藻類細(xì)胞差別不是特別大,因此葉綠體的基本物質(zhì)交換在新環(huán)境里還能湊合運(yùn)行一段時(shí)間。
除此之外,葉羊細(xì)胞并不是被動(dòng)容納葉綠體,而是會(huì)主動(dòng)上調(diào)自身的抗氧化酶表達(dá),幫葉綠體處理掉光合作用產(chǎn)生的那些危險(xiǎn)副產(chǎn)品,起到了一部分原本由藻類細(xì)胞核承擔(dān)的保護(hù)功能。
有意思的是,為了讓自身的光合作用更持久一些,葉羊通常會(huì)更傾向于選擇那些葉綠體更耐用、更穩(wěn)定的藻類取食。
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作為一種動(dòng)物,葉羊竟然能進(jìn)行光合作用,這已經(jīng)令人覺得很是神奇了,然而在研究工作中,科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了它們的另一個(gè)不可思議之處,那就是在有些時(shí)候,它們會(huì)主動(dòng)讓自己的頭斷掉。
更準(zhǔn)確地說(shuō),是從脖子處把頭部和身體斷開,在此之后,它們的身體會(huì)因?yàn)槭ドΧ鵂€掉,但頭部卻可以長(zhǎng)出一個(gè)新的身體。
根據(jù)科學(xué)家的觀察,葉羊的“脖子”位置有一條類似“預(yù)設(shè)斷裂線”的結(jié)構(gòu),當(dāng)條件觸發(fā)時(shí),這個(gè)區(qū)域會(huì)逐漸斷開,經(jīng)過(guò)大約22個(gè)小時(shí)之后,其頭部就會(huì)徹底脫離身體。
在接下來(lái)的時(shí)間里,“只有頭”的葉羊依然生命力十足,而隨著時(shí)間的推移,新的身體逐漸開始在其后方長(zhǎng)了出來(lái),在大約兩到三周之后,它就又變成了一只完整的葉羊。
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一個(gè)沒有身體的頭部,是怎么活下來(lái)的呢?答案又回到了那些被“偷來(lái)”的葉綠體上。
簡(jiǎn)單來(lái)講,在沒有身體的情況下,這些葉綠體仍然在進(jìn)行光合作用,在其能量支持下,葉羊就有能力完成后續(xù)的再生過(guò)程。我們可以將其簡(jiǎn)單地理解為,在“斷頭重生”的這段時(shí)間里,它們暫時(shí)從“動(dòng)物模式”切換到了“植物模式”。
那它們?yōu)槭裁匆@么做呢?難道說(shuō)它們會(huì)像壁虎那樣在危機(jī)來(lái)臨時(shí)“斷頭求生”嗎?
對(duì)此,科學(xué)家普遍認(rèn)為,葉羊的這種行為應(yīng)該不是為了躲避捕食者,因?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程太慢了,相對(duì)來(lái)講,這更應(yīng)該是一種自我修復(fù)策略,比如說(shuō)當(dāng)其身體里的寄生蟲過(guò)多,或者某些組織受損嚴(yán)重時(shí),它們就可以通過(guò)“舍棄舊身體,重新長(zhǎng)出一個(gè)新身體”這樣的策略來(lái)徹底擺脫問(wèn)題。
就目前的情況來(lái)看,我們對(duì)葉羊還知之甚少,其中的許多關(guān)鍵機(jī)制還沒有搞清楚,期待在未來(lái)的日子里,科學(xué)家能有更多的發(fā)現(xiàn)。
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