這些動物張嘴你怕了嗎?來源：科普中國研究囊舌目海蛞蝓的科學家往往會收到一些充滿奇思妙想的電子郵件美國南佛羅裡達大學（University of South Florida）的 Sidney K. Pierce 幾年前就退休了“但直到今天，”他告訴我，“我依然會收到孩子們從科學課上得來的問題”他們偶然聽說了這類神奇的軟體動物，想知道這是否有助于“終結世界饑餓”，我來為大家講解一下關于這些動物張嘴你怕了嗎?跟着小編一起來看一看吧!

這些動物張嘴你怕了嗎

來源：科普中國

研究囊舌目海蛞蝓的科學家往往會收到一些充滿奇思妙想的電子郵件。美國南佛羅裡達大學（University of South Florida）的 Sidney K. Pierce 幾年前就退休了。“但直到今天，”他告訴我，“我依然會收到孩子們從科學課上得來的問題。”他們偶然聽說了這類神奇的軟體動物，想知道這是否有助于“終結世界饑餓”。

Pierce 向我保證，答案是否定的。但這種想法并非完全荒誕。幾種囊舌目海蛞蝓可以隻用細胞内的物質從陽光中獲取能量，并将其封裝成能作為食物的化學品。換句話說，它們進行光合作用——按理講，這本應是所有植物和藻類所做的最“植物”的事情。

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當然，海蛞蝓是個例外：它們既不是植物，也不是藻類，而是标準的動物。海蛞蝓通過一種令人歎為觀止的“盜竊”行為，模糊了生物界之間的界限：它們會從吃下去的藻類中攝取葉綠體，并将其長期儲存在體内。儲存的葉綠體就像自動補充的零食包，有些種類的海蛞蝓可以在數月甚至長達一年的時間裡從中汲取營養。Pierce 深入研究過的一種海蛞蝓——綠葉海天牛，可以隻在年輕時吃一頓藻類大餐，此後餘生便不再進食，而是漫步、交配、無所事事。Pierce 告訴我：“我們從野外采集它們，然後就再也沒喂過。”

人類不會這樣做；衆所周知，我們的身體并非為強取豪奪而生。不過，“如果我們隻吃一個禮拜沙拉，然後再也不用操心營養問題，那會是怎樣的情景？” 美國緬因大學（University of Maine）的 Karen Pelletreau 告訴我。海蛞蝓的“偷竊”壯舉被稱為盜食質體（kleptoplasty），它是如此非凡，以至于神創論者将其作為智能設計的證據。（明确地說，這種行為來源于物種演化。）而研究人員仍然不确定這些模仿植物的動物是如何做到這一點的。

不同種類的海蛞蝓在大快朵頤時細節略有不同，但通常來說，它們的體長可達數英寸，會抓住一根長條狀的海藻，用牙齒将其刺穿，然後像灌啤酒一樣啜飲裡面的物質。吃下的海藻泥湧入海蛞蝓分支衆多的腸道，在那裡，細胞捕獲并儲存完整的葉綠體，将海藻的其餘部分分解、丢棄。

能光合作用的海蛞蝓在孵化時往往呈半透明或白色，但葉綠體将它們扁平、波浪狀的身體大部分染成了令人吃驚的銅綠色。20 世紀 70 年代，一位生物學家最早觀察到綠葉海天牛的翠綠色調，稱它們為“爬行的葉子”。

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大多數海蛞蝓無法利用光能，它們會将葉綠體和食物的其他成分一同消化分解。隻有其中的某些物種可以設法使葉綠體維持數天、數周、乃至數月的運轉。坦率地說，這實在是太瘋狂了——這本來似乎是不可能的，因為葉綠體非常依賴其原生宿主細胞。數百萬年前，葉綠體曾經是自由生活的細菌，最終被更大的細胞吞噬。作為包吃包住的回報，它們為宿主提供能量，形成一種永久性的依存關系。

如今，植物和藻類的葉綠體離不開隻能由細胞核基因編碼的蛋白質，而這些基因無法在海蛞蝓選擇性的消化過程中幸存。指望塞進海蛞蝓細胞的葉綠體能正常工作，就像指望汽車在沒有加油站的公路上永遠油門到底。（這也是為什麼，我們不能簡單把葉綠體塞進試管然後坐享其成。）

然而，即使剝離了細胞核，海蛞蝓體内的葉綠體仍然完好——并且正常運轉。“這似乎是一個生物技術的奇迹，”美國羅格斯大學（Rutgers University）的 Debashish Bhattacharya 告訴我。“它們到底是怎麼維持葉綠體存活的？”

多年來，人們提出了幾種可能的解釋。一種解釋認為，海蛞蝓通過自身内部機制維護葉綠體，使其更加經久耐用。另一種解釋認為，海蛞蝓設法劫掠藻類的細胞核，吸收利用其中維護葉綠體的相關基因，但與我交流的大多數研究人員認為，這種解釋缺乏相關證據，或者證據混雜。幾年前，有科學家提出了另一種解釋：也許對海蛞蝓來說，劫持的葉綠體之所以重要，更大程度上不是作為光合作用場所，而是作為自給自足的食物貯存——這些細胞内部的微型結構可以儲存能量，在需要營養的時候被消化吸收，就像駱駝富含脂肪的駝峰一樣。按照這種解釋，葉綠體的維護工作可能會半途而廢。

Pierce 告訴我，這個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，某些種類的海蛞蝓可能會在利用葉綠體光合作用數周後，再将其中的儲備吃幹抹淨。）而且許多專家深信，對于綠葉海天牛和它的幾個近親來說，身懷藻類葉綠體的最大好處完全在于光合作用，尤其是考慮到“竊取葉綠體是一件危險的事情”，葡萄牙阿威羅大學（University of Aveiro）的海蛞蝓研究專家 Paulo Cartaxana 告訴我。葉綠體很脆弱，也很挑剔，它們在運作時會釋放有毒化合物。葉綠體必須提供很大的好處，否則它們早就被抛棄了。而這方面的證據也已經為數不少。

一些儲存葉綠體的海蛞蝓物種在曬太陽的情況下會活得更久、長得更大。緬因大學的 Pelletreau 在先前一項合作研究中表明，綠葉海天牛似乎完全依賴于葉綠體；沒有葉綠體，它們在幼齡時就會死亡。近期一項研究指出，某些海蛞蝓物種會故意切斷自己的頭部，葉綠體提供的能量甚至足以支撐它們從斷頭上長出新身體的艱巨工作。

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進一步的研究表明，海蛞蝓具有強大的光合作用能力。這些研究在原子尺度上追蹤葉綠體制造的化學分子，它們轉移到一系列海蛞蝓的身體組織，可能會促進各種各樣非常“海蛞蝓”的過程。Cartaxana 最近的研究有了新進展：在綠葉海天牛的近親 Elysia timida 中，腸道細胞葉綠體産生的物質最終會進入生殖組織，并提高它們産卵的數量。（E. timida 雖然在飯桌上是貪婪的竊賊，在戀愛時卻注重禮尚往來。它們都是雌雄同體，交配時會頭對頭地碰撞，用從右眼下方松開的陰莖相互授精。）

“産卵是一項巨大的生殖投資，” E. timida 新研究的另一位作者、同樣來自阿威羅大學的 Sónia Cruz 告訴我。“這需要消耗它們大量能量。” 每隻海蛞蝓必須産下數百枚卵，每枚卵都要含有足夠的營養，以維持後代的早期發育。葉綠體似乎是一種能量上的恩賜，在某些情況下能使海蛞蝓的産卵數量翻倍。

波蘭華沙大學（University of Warsaw）的演化生物學家 Anna Karnkowska 告訴我，可以從其他竊取葉綠體的生物那裡學到教益，它們大部分是像甲藻這樣的單細胞生物（盡管有兩種海洋蠕蟲似乎也會短時間劫持葉綠體）。據認為，這些生物與它們的葉綠體有着特别密切的關系。對它們來說，盜食質體可能是将葉綠體永久固定在細胞内部，并使其世代相傳的中間步驟。

海蛞蝓具有多細胞解剖結構和複雜的生活方式，将偷來的葉綠體傳遞給子代會困難得多。就科學家們所知，它們的行為類似于黑市器官移植，也僅此而已：當海蛞蝓死亡時，其葉綠體也會随之死亡。但 Karnkowska 認為，即使葉綠體移植是一個死胡同，這同樣令人為之深深着迷，并推動我們去重新審視生物體之間光怪陸離、打破分類常規的關系。海蛞蝓為葉綠體提供了一個家，并在一段時間内僞裝成冒牌植物；反過來，葉綠體成為殺戮的唯一幸存者，在其他藻類夥伴無法忍受的地方苟且偷生。

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