葉綠體或許是地球上最成功的生物。有一種生物學說認為，在十幾億年前，葉綠體是一種獨立的生命體，一種能進行光合作用的微生物。後來随着地球環境的變化，葉綠體生存面臨着轉折，它們開始把自己的DNA寫入植物和藻類的基因組，随着植物和藻類遍布全球，不管是高山還是海底，有植物和藻類的地方就有它們的“後代”。

葉綠體結構

但是你知道嗎？葉綠體其實早就開始對動物“下手”了。

綠葉海天牛（一種海蛞蝓）這種長得像一片綠葉一樣的海洋動物，能夠從所吃的藻類中竊取葉綠體，并且能夠利用這些葉綠體來進行光合作用來提高繁殖能力。最近發表在《皇家學會學報B刊》上的一項新研究，對綠葉海天牛對葉綠體的依賴提出了新的見解。

先前的研究表明，某些種類的海蛞蝓保留着它們所吃藻類葉綠體，然後将其儲存在自己體内很長一段時間，有時長達一年。先前的研究也表明海蛞蝓從葉綠體中獲取能量，在把它們植入自己的身體後，它們會停止進食。這一過程被幽默地稱為盜賊整形術，這使得這種小動物有時被稱為“太陽能鼻涕蟲”。在這項新的研究中，研究人員認為保留葉綠體的另一個原因是提高它們的繁殖效率。

研究人員發現，植入腸道的葉綠體産生的物質進入這些海蛞蝓的生殖組織。這導緻海蛞蝓産卵量超過了那些不能進行光合作用的近親物種。研究人員指出，海蛞蝓産卵是一項能源密集型工作。每隻蛞蝓産數百個卵，每個卵都有自己的營養包。葉綠體物質似乎能提高海蛞蝓的生殖能量，從而産生更多的卵。

更具體地說，研究人員發現海蛞蝓利用葉綠體中的物質，在其生殖系統中産生多不飽和脂肪酸，提高其生殖能量。研究人員還指出，使葉綠體有用的過程是一次性的。沒有一種機制可以将它們完全整合到一起，從而将它們傳給後代。也就是說，葉綠體還沒能夠将DNA寫入海蛞蝓的基因組中，新生的海蛞蝓必須吃藻類才能儲存葉綠體。

蛙類在發育過程中會發生特别巨大的變化，這不僅表現在外形上，還表現在呼吸方式上，當它們還是蝌蚪的時候，主要靠鰓來呼吸，當它們發育成青蛙後，主要靠肺和皮膚來呼吸。如今，在最近發表于《科學》（Science）雜志上的一項新研究中，科學家給蝌蚪帶來一種新的呼吸方式——靠光合作用來呼吸。

被注入葉綠體的蝌蚪

來自德國慕尼黑大學的科學家，将藻類引入蝌蚪的血液中，讓藻類的葉綠體為蝌蚪提供氧氣。當蝌蚪被放置在缺氧環境中時，葉綠體光合作用還能夠源源不斷地為蝌蚪大腦中的神經元提供氧氣。

慕尼黑大學的生物學家漢斯·斯特拉卡（Hans Straka）在研究非洲爪蟾蝌蚪的大腦時，腦子裡閃過一個想法：像綠葉海天牛這樣的海洋動物能夠利用綠葉體的光合作用來獲得氧氣和營養，在青蛙這樣的脊椎動物身上能不能實現呢？

葉綠體注入過程

為了探索這種可能性，漢斯·斯特拉卡和他的研究小組将綠藻、藍藻注入蝌蚪的心髒，這些藻類最終會通過血管到達蝌蚪的大腦，這些皮膚半透明蝌蚪會變成亮綠色。為了驗證照在這些蝌蚪身上的光線，是否促使這兩種藻類向附近的細胞輸送氧氣，研究小組監測蝌蚪大腦的神經活動和氧氣水平。

當研究人員在無光照的條件下，把蝌蚪的頭部分離出來并置于無氧環境下後，它們的神經停止了放電。而當研究人員用光照射蝌蚪的頭部15到20分鐘後，蝌蚪大腦的神經活動重新啟動了，恢複的神經也表現得和缺氧前一樣好，這證明了光合作用确實在為蝌蚪大腦提供氧氣。

展望未來，這個實驗可能為人類克服缺氧環境（如在太空或深海）提供了新的線索，但在如今的條件下，還不可能将藻類引入我們人類的血液循環中，因為這些外來的藻類會引起人體的免疫反應，它們最終會被當成異物排出體外。研究小組的下一步研究是觀察注入的藻類能否在活體的蝌蚪體内存活，并在不引起免疫反應的情況下進行光合作用。

這不禁讓人産生更遙遠的聯想，也許在未來，注入了經過改造的綠葉體的人類，在太空中不再需要氧氣罩，隻需要暴露陽光中，就能通過光合作用獲得維持機體正常運轉的氧氣呢。

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