海蛞蝓「葉羊」竊取葉綠體進行光合作用的生物學機制
编辑者: Olga Samsonova
海洋生物界持續揭示令人驚嘆的生物學奧秘,其中一些物種展現出傳統上僅與植物相關的生命特徵。學名為 *Costasiella kuroshimae* 的微小海蛞蝓,俗稱「葉羊」(Leaf Sheep),是此類現象的傑出代表。這種生物因透過一種稱為「葉綠體竊取」(kleptoplasty)的過程來執行某種形式的光合作用而聞名。
葉羊的獨特生存策略涉及取食特定的海洋藻類。與一般生物消化食物不同,葉羊會隔離並保留藻類中負責能量捕獲的胞器——葉綠體。這些葉綠體隨後被整合到海蛞蝓自身的組織結構中,使其能夠直接利用太陽光產生能量。這種生物合成途徑不僅為葉羊提供了額外的營養來源,也賦予了其鮮豔的綠色,使其在棲息的藻類環境中形成有效的偽裝。
*Costasiella kuroshimae* 這一物種的正式命名可追溯至 1993 年,由 Ichikawa 首次記錄,其模式標本採集地為日本沖繩縣八重山群島的黑島(Kuroshima Island)。這種無殼的海洋腹足綱軟體動物,屬於囊舌目(Sacoglossa)的一員,體型通常極為嬌小,長度範圍在 5 毫米至 1 厘米之間。除了日本,科學家們也在菲律賓和印度尼西亞附近的海域發現了 *Costasiella kuroshimae* 的蹤跡。
葉羊的「葉綠體竊取」機制在生物學上屬於一種共生現象,即宿主生物隔離並保留來自藻類的質體(plastids),特別是葉綠體。研究顯示,與其他能進行此過程的生物(如綠葉海天牛 *Elysia chlorotica*)相比,葉羊對葉綠體的維持能力有所不同。有研究指出,*Costasiella kuroshimae* 能夠進行功能性的葉綠體竊取,但其維持時間相對較短。這意味著,葉羊需要定期攝食藻類以補充因正常運作或光照損耗而流失的葉綠體,以維持其光合作用的持續性。
葉羊的形態特徵極具辨識度,牠們擁有兩隻深色的眼睛和從頭頂伸出的觸角,這些觸角因外觀酷似羊角而得名「葉羊」。這些觸角上佈有精細的絨毛,用於感知水中的化學物質,協助其尋找食物來源。牠們的體色在孵化之初是白色透明的,在攝食藻類並成功整合葉綠體後,才會逐漸轉變為綠色。這種將植物細胞器整合到動物體內並使其發揮作用的能力,持續激發科學界對跨物種基因轉移和生物能量學的深入探討。
這種從食物中「竊取」並利用葉綠體進行光合作用的現象,在動物界中極為罕見,凸顯了自然界中生命適應性的極限。科學家們持續研究葉羊如何保護這些外源性葉綠體免受消化系統的破壞,以及葉綠體在動物細胞內結構的變化,這為理解生物體如何應對光合作用中產生的活性氧物質提供了寶貴的視角。葉羊的生存策略,展現了生物演化中驚人的化學與細胞層面的適應能力。
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來源
unian
Britannica
Science Alert
Discover Wildlife
Forbes
World Wildlife Fund
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