海蛞蝓“盗食”光合作用机制揭示跨界生物学现象

编辑者: Olga Samsonova

海洋生物界持续为科学界呈现出独特的生物学现象,其中一些物种展现出传统上认为仅限于植物界的能力。学名为*Costasiella kuroshimae*的微小海蛞蝓,因其外形酷似绵羊,被冠以“叶羊”(leaf sheep)的昵称,正是这种跨界生存策略的代表。该生物的非凡之处在于,它能通过一种称为“盗质体”(kleptoplasty)的过程,间接执行光合作用,此现象在动物界中极为罕见。

这种独特的生存策略源于叶羊对特定海洋藻类的选择性取食。与一般动物不同,它并非完全消化所摄入的藻类,而是巧妙地隔离并保留了藻类细胞内的能量捕获中心——叶绿体。这些被“劫持”的叶绿体随后被整合到叶羊自身的组织细胞中,使其能够直接利用阳光进行能量生产,从而补充营养需求。这一生物学奇迹不仅为叶羊提供了太阳能驱动的营养来源,还赋予了它鲜明的翠绿色调,在栖息的藻类环境中构成了有效的伪装。

该物种的正式记录始于1993年,当时它在日本的黑岛(Kuroshima Island)附近海域首次被鉴定。叶羊的成年体型通常可达7至8毫米,寿命在六个月到一年之间,且为雌雄同体。深入探究其机制,科学家发现叶羊不仅窃取了叶绿体,还可能将藻类控制光合作用所必需的基因一同整合到自身的染色体组中,这使其能够修复叶绿体损伤并维持其功能长达数月之久。

美国南佛罗里达大学和马里兰大学的生物学家西德尼-皮尔斯教授指出,这种跨物种的基因转移机制在地球上极为罕见,为未来人类遗传性疾病的治疗方案提供了潜在的启发。理论上,在环境适宜的情况下,叶羊仅靠幼年时期摄食的藻类,最长可维持近十个月的生命而无需额外进食。然而,这种能力存在局限,因为海蛞蝓自身无法合成光合作用所需的所有蛋白质,因此仍需持续摄食藻类以补充叶绿体。

尽管叶羊的生存目前未受严重威胁,但栖息地丧失、气候变化导致的强风暴以及塑料微粒污染等因素,正对这种脆弱的生物构成潜在风险。加州科学馆的专家特伦斯·戈斯莱纳曾表示,公众对叶羊的着迷,部分源于其可爱的面孔和有趣的体型。这种“盗食”光合作用的现象在囊舌目(Sacoglossa)海蛞蝓中并非孤例,但叶羊被认为是其中最著名的例子之一,它将叶绿体储存在背部的露鳃中,使其外观更像蓬松的绿色小羊。科学家们正致力于理解海蛞蝓如何避免光合作用产生的氧自由基损害自身,以及免疫系统如何不攻击这些外来体。

8 查看

来源

  • unian

  • Britannica

  • Science Alert

  • Discover Wildlife

  • Forbes

  • World Wildlife Fund

你发现了错误或不准确的地方吗?我们会尽快考虑您的意见。