這種海中的“鼻涕蟲”,竟能對自己進行轉基因,獲得光合作用天賦

從生命誕生以來,幾乎所有的物種都被食物問題困擾。即使是現在站在食物鏈頂端的人類,有些地區也一直面對著糧食短缺的問題。

當然其中也有例外,比如能夠進行光合作用的植物。植物能夠直接從陽光中獲取能量,並且還能合成有機物儲存下來。

這讓人不禁大開腦洞:如果人類也能從陽光中獲得能量,那是不是糧食問題就徹底解決了呢?

這種海中的“鼻涕蟲”,竟能對自己進行轉基因,獲得光合作用天賦

在我們開腦洞的同時,海中有種動物竟先行一步,已經攻克了這個技術難題。

它就是海蛞蝓。

海蛞蝓是一種軟體動物,跟蝸牛、蛞蝓(鼻涕蟲)算是比較近的“親戚”。

海蛞蝓生活在珊瑚礁區域,為了看起來不那麼顯眼,它們進化成各式各樣花枝招展的身體結構。

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這種沒什麼武器,又沒有硬殼保護的生物,似乎註定要生存者食物鏈底層。但厲害的是它們在進化中另闢蹊徑,開發出獨特的吸收外源物質的能力。

一部分海蛞蝓的消化道有種特殊的結構,可以將食物中的某些物質儲存起來以備不時之需。

比如紫灰翼海蛞蝓,吃掉珊瑚或者海葵後,能將它們的防禦武器“刺絲胞”存在角鰓頂端,慢慢的變成自己的武器。

又或者海兔,能儲存海綿或是藻類的二次代謝產物,變成自己的化學武器,受到威脅時從毒腺排出。

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最後海蛞蝓將“吃啥補啥”的概念發揮到極致的,是吸收海藻中的葉綠體,為自己進行光合作用。

其中的佼佼者,便是綠葉海蛞蝓

科學家發現綠葉海蛞蝓與其他海蛞蝓不同。一般的海蛞蝓需要不停的從食物中補充葉綠體才能維持光合作用,但綠葉海蛞蝓吸收葉綠體之後卻能夠徹底“絕食”10個月以上,要知道它們的壽命也不過一年左右。

這種海中的“鼻涕蟲”,竟能對自己進行轉基因,獲得光合作用天賦

這一現象引起了科學家的關注,經過長時間的研究發現,綠葉海蛞蝓不僅能夠吸收葉綠體,甚至能夠將葉綠體的基因整合到自己的遺傳物質中

甚至科學家在後續的研究中,通過“熒光原位雜交”技術檢測到,在尚未進食的幼年綠葉海蛞蝓染色體中,也存在著其父母吸收的海藻基因。也就是說,這種吸收外源基因獲得的形狀,是可遺傳的,屬於一種典型的天然轉基因現象。

這種海中的“鼻涕蟲”,竟能對自己進行轉基因,獲得光合作用天賦

而事實上,天然的轉基因現象在自然界並不少見

比如我們常吃的紅薯,在大約8000年前被土壤農桿菌感染後,遺傳物質中併入了土壤農桿菌基因,才出現了根部膨大的特徵。

再或者我們人類,科學家發現人類基因組中也包含了多種病毒基因,這些都是病毒感染我們祖先之後遺留下來的。

這種海中的“鼻涕蟲”,竟能對自己進行轉基因,獲得光合作用天賦

(病毒向細菌中注入遺傳物質)


如果追溯到生命誕生之初,我們會發現動物體內的線粒體和植物中的葉綠體,其實本質上也是通過吸收外源基因獲取的。

科學家推測大約在15億年前,某種光合細菌本原核生物吞噬之後意外的沒有被完全吸收,其中的基因被保存了下來並且一代代遺傳下去,變成了現在的葉綠體。

這種海中的“鼻涕蟲”,竟能對自己進行轉基因,獲得光合作用天賦

動物細胞中的線粒體也有類似的起源。

科學家將這種奇特的基因傳遞過程成為“水平基因傳遞(HGT)”。在進化早期,水平基因傳遞可能扮演著重要的角色。

而當後來生物的遺傳物質越來越複雜,消化功能也越來越完善,這種水平基因傳遞出現的概率逐漸減小,HGT在進化中的地位也慢慢下降,慢慢的被基因突變和基因重組取代。


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