人類進入工業時代區區不足300的曆史,煤炭、石油等化石能源已經日漸枯竭;與之相比,大自然憑借神奇的能量轉換和循環系統,已經供養整個生物圈幾十億年了。這其中居功至偉的就是植物的光合作用,葉綠體收集太陽光能,将水和二氧化碳轉化成有機物并産生氧氣。
你知道嗎?光合作用并非植物的特權,有些動物也能進行光合作用。這些能夠光合作用的動物該算是葷的,還是素的,其實也是個挺為難的問題。
盜取葉綠體的海蝸牛海蝸牛是一種海洋軟體動物,它們的體長隻有幾厘米,渾身碧綠,就像一片綠葉,藏身于海藻之間,很難被發現。綠色的動物在自然界中并不常見,海蝸牛剛出生時也不是綠色的,隻是後來它為了躺平生存,自己把自己給綠了。
剛出生的海蝸牛是半透明狀的棕色,這時候的海蝸牛還是正兒八經的動物,和植物八竿子打不着。随後它開始進食海藻,吃着吃着身體就慢慢變成淺綠色,再過渡到深綠色,并保持終身。神奇的地方就在于,身體變綠的海蝸牛,也便能夠進行光合作用了,它再也不用為填飽肚子而四處奔波,隻需躺平沐浴在海水之中,享受陽光享受海風。寫到這裡,老葉我流下了羨慕的眼淚!
老葉我從小到大,沒少吃生菜過,怎麼就沒變成“綠巨人”或者說“植物人”呢?因為葉綠體是十分脆弱的細胞器,進入體内後在消化道各種酶的作用下,早就灰飛煙滅了,而海蝸牛厲害的地方就在于它不會破壞葉綠體,而是将它們盜為己有,武裝在自己的身體裡,藏在細胞質中,便有了光合作用的本事。
葉綠體在動物的細胞質中生存,聽起來有點不可思議。其實在上世紀60年代已經有研究表明:葉綠體本來是一種藍藻,後來不小心進入到原始細胞中,才形成了今天這副模樣。研究表明,葉綠體中仍然存在一部分的遺傳物質,與藍藻的遺傳物質十分相似。依靠這部分遺傳物質,葉綠體進入動物細胞也可以正常工作。
脊椎動物也能進行光合作用
很多被發現能夠進行光合作用的動物都是軟體動物,像前面提到的海蝸牛,還有海兔,朝天水母,綠水螅,巨型桶裝海綿……目前被發現唯一能夠進行光合作用的脊柱動物是斑點鈍口螈。
斑點鈍口螈喜歡把蛋下在水裡,水中有一種和它們家族關系密切的單細胞藻類,很快就會寄生到斑點鈍口螈的蛋裡。随後,斑點鈍口螈的胚胎和藻類一起生長發育,和諧共處。研究發現部分藻類實際上就已經寄生到胚胎細胞内。斑點鈍口螈胚胎即可以從藻類那吸取氧氣,也可以從藻類吸收葡萄糖。
斑點鈍口螈堪稱這個星球上唯一的太陽能動力的脊椎動物。
人類如果可以光合作用就可不吃飯?
如果未來,我們通過科技手段,在人體内植入葉綠體,把人改造成“植物人”,那是不是意味着人類就可以不吃飯,徹底解決糧食問題?
實際上,光合作用的轉化效率非常低,隻有5%左右,如此低的轉化率根本就無法維持人的體溫平衡。
假設一個“植物人”一整天赤身裸體地在太陽的暴曬之下,大概能夠獲得216000焦耳的能量,差不多等于52千卡,而一個成年能一天需要的熱量約2000千卡,暴曬一個月也抵不過吃一天飯。由此看來,還是吃飯實在!
當然,要是非不吃飯,要靠光合作用存活,那人類得想辦法增加自己的光合作用面積,比如長出很多很多的葉子。如此一來,簡直是從植物人直接進化到樹妖,老葉我是拒絕的!
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