“鼻涕蟲“下海吞噬海藻成暗綠異獸,同化葉綠體自給自養

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活在當下,我們嚴格遵循著大自然的規則。

每天醒來的頭等大事,就是為飽餐一頓而奮鬥。

那我們能不能像一棵海草,靠曬太陽填飽肚子?

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葉綠素大概能吸收陽光總能量的3%~6%。

就算把人鋪在地上接收整天的陽光,攝取的能量還不如我們吃上幾把穀子。

而且多數動物想靠光合作用苟活,都只會入不敷出。

但是有一種動物就真的能靠光合作用度過一生,它就是海蛞蝓

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醜嗎?繼續往下看,給你回回血

海蛞蝓只是一種俗稱,泛指“無殼蝸牛”*,是一些保有少量外殼或是已經沒有外殼的軟體動物。

作為腹足綱的一員,它跟海螺、蝸牛、蛞蝓都算得上親戚了。

名字相近的蛞蝓,就是我們常說的鼻涕蟲。

下了海的鼻涕蟲(誤),不但色彩鮮豔了,連名字都變得洋氣起來。

*注:其實,裸鰓亞目稱作海蛞蝓(Sea Slug)比較準確,但多數時候“海蛞蝓”的說法包含了海牛、海兔等一系列軟體動物。

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葉羊海蛞蝓

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海神海蛞蝓,形似神話中的海神格勞科斯

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綠葉海蛞蝓

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血紅六鰓

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海兔子

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海の比卡丘

三大洋、極地甚至深海,都能看到海蛞蝓的身影。

它們多數生活在珊瑚礁區,為了看起來不顯眼,它學著珊瑚們換上多彩斑斕的外觀。

再加上原本藏在體內的鰓裸露體表,或是如螺旋狀花朵、或是如綠樹,不斷搖擺。

海蛞蝓因此擁有各種顯眼又有趣的外形。

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就算海蛞蝓的外形大變樣,移動速度依然緩慢。

沒有蝦蟹般的外骨骼,也沒有魚類那樣的內骨骼,它們出行還得靠腹足收縮蠕動。

為了省點體力,它們多數時候都選擇宅著。

只有逃命瞬間,才會偶爾展現出有驚人的速度

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因為宅屬性,它們的食性也只得專一一些。

得虧海里食物豐富的地方很多,它們可以選擇食草、肉食,或是雜食。

食物涵蓋海藻、海綿、海鞘、扁蟲、水蛭、珊瑚,乃至同類相食。

基本看看它們的排洩物就能知道他們的食性,例如愛吃藻類的糞便多為綠色條狀、愛吃肉類的多為黑灰色煙霧狀……

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因為行動不便,它們還發展出獨特的交配方式。

海蛞蝓屬於雌雄同體異體受精,為了多些延續後代的機會,會和很多同伴交配。

它們基本不挑求偶對象,也不需要明顯的動作,只需要眼神接觸,就能快速接近進入正題。

一對一的決戰反倒少見,多數時候都是交尾器與生殖孔一一相連,數只連成一線

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或者成環

事成之後,它們會挑在夜裡產卵。

卵團附有粘液,能粘附在藻類或是石壁上,逆時鐘螺旋排列,形如獨特的花朵。

卵數從幾十顆到幾十萬顆,依種類而異。

這些卵團也能入食入藥,在福建養殖藍斑背肛海兔的卵群帶就被稱作“海粉絲”。

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卵帶,特別註明:不是“海粉絲”

真正能孵出來的海蛞蝓其實不多。

因為它們還有許多天敵,例如珊瑚礁魚、蝦蟹、章魚都是它的天然大敵。

為了應對危機,它們會披上預示危險的警戒色,個別還能夠產生碳酸鈣骨針密佈全身。

它還發展出更高級的應對策略:吸收外源物質。

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一部分海蛞蝓的角鰓裡有消化管道的分枝,能將吃下去的外源物質儲存備用。

比如紫灰翼海蛞蝓,在吃珊瑚和海葵時,能將它們的防禦武器“刺絲胞”存在角鰓頂端變成自己的武器。

又或者海兔*,能將海綿或是藻類的二次代謝產物存儲,轉化為自身的化學防禦物質,受到威脅時能從毒腺排出。

*注:海兔、海牛之類的稱呼常常被混淆,它們其實都可以不嚴謹地稱作“海蛞蝓”。

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同類相食,被吸進嘴裡的小海蛞蝓正在放紫毒

這種獨特的能力,不僅僅能用於自衛還能改善生活。

一些海蛞蝓能將葉綠體存入角鰓,從而利用光合作用,不足時再補充。

葉綠體的運用,甚至還有進階版的。

著名的綠葉海蛞蝓便是將葉綠體直接納入體內,從而真的變成行走的“綠葉”。

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這種吸收外源物質的能力,大大地吸引了科學家的眼光。

一些研究從截尾海兔排出的海兔毒素中,分離出多種抑制癌細胞的實驗藥物。

在海天牛一類中,也分離出對癌細胞具有細胞毒性的物質。

而綠葉海蛞蝓的情況,則驗證了科學家對“共生關係與葉綠體來源的猜測”。

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不同物種間互惠互利的共生關係隨處可見:

花生為根瘤菌提供寄生的地方,根瘤菌為花生提供氮元素;

綠藻生活在海綿的中膠層內,吸收海綿代謝出的二氧化碳,也為海綿提供了氧氣;

蟲黃藻生活在珊瑚內層,為珊瑚提供氧氣和能量,還幫助珊瑚形成石灰質骨骼。

共生將這種夥伴關係推向極致,形成了我們所知道的生命基礎。

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失去了蟲黃藻的珊瑚會露出白色的鈣質骨骼

綠葉海蛞蝓吸收運用葉綠體的方式,與其他海蛞蝓略有不同。

他從卵中孵化後,會四處尋找濱海無隔藻,取食後身體逐漸變綠。

它吸收了葉綠體,隨後不吃不喝都能度過10個月,它的壽命也只不過一年上下。

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相比之下,其他海蛞蝓 需要不斷補充葉綠體,才能維持光合作用。

綠葉海蛞蝓則能夠維持葉綠體長期穩定,完全擺脫飲食進入“辟穀”狀態。

研究發現,綠葉海蛞蝓不僅能夠吸收葉綠體。

還能將藻類核基因中,有關編碼葉綠體蛋白的部分整合進自己的基因(不能遺傳)。

這能不能算是一種藻類與綠葉海蛞蝓特殊的“共生關係”?

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其實綠葉海蛞蝓和藻類的這種情況,是一種“水平基因傳遞(HGT)”。

HGT不同於親代-子代式的“垂直傳遞”,是通過特殊方式獲得外源的基因。

最有名的HGT過程,莫過於線粒體、葉綠體的起源。

也就是著名的猜想——“內共生起源學說”。

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內共生關係,最早由俄國人Mereschkowski提出。

這種猜想認為在15億年前,自由自在的光合細菌又被異養真核細胞吞噬。

但奇怪的是,這次它沒有被吸收殆盡,而是被保留了下來。

光合細菌不斷產出能量維持自身,多餘的能量被真核細胞吸收,兩者形成互惠互利般的平衡。

這種平衡最終使兩者合為一體,逐步構建起了奇怪的共生關係——內共生。

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研究者也以此解釋,為什麼葉綠體/線粒體都是雙膜結構。

而譬如綠葉海蛞蝓所取食的濱海無隔藻,被稱作次級內共生關係

整合了葉綠體的真核細胞,又可能被另一個真核細胞吞噬,保留三、四層膜結構。

這麼說來,綠葉海蛞蝓所獲得的至少是二手基因

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這種猜測顯然不是空穴來風。

在氯化石炭蘚植物中就能發現,它們從綠藻中獲得葉綠體,甚至保留了額外的細胞核。

還有許多真核生物劫持了紅藻的質體,就連病原體瘧原蟲和弓形蟲內都能找到。

還包括綠葉海蛞蝓的現象,也能作為現實存在的HGT實例,用作解釋“內共生起源學說”。

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近年,“養豬”猜想被提出,與內共生學說略有出入:

真核細胞與光合細菌培養出內共生關係,並不是因為偶然的吞噬

而是因為在貧窮時期,真核細胞遇到光合細菌,如同人類在農耕時期遇到了豬。

兩者關係更像奴役關係,最終隨著數億年時間的推移,真核細胞將光合細菌“融合”進了體內。

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智人-豬內共生模式

但比起發現HGT現象,更大的難題反倒是為什麼產生。

是原始的環境下HGT現象更易發生,又或者這就是演化的捷徑?

David Smith. Steal My Sunshine. The scientist. 2013.

Dan Graur. Mitochondria Are Just Like Pigs: Ingesting Them May Lead to the Establishment of Stable Endosymbiosis with Humans.Judge Starling. 2016.

Kate Horowitz. 7 Vivid Facts About Sea Slugs. mentalfloss.com.

海蛞蝓生態認識篇. 自然科學、環境教育.

fengfeixue0219. 綠葉海天牛:奪取基因為光合. 果殼. 2015.


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