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會進行光合作用的指狀棍螺

來源:網絡資源 文章作者:奧數網整理 2018-06-08 10:48:01

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  大多數人聽過這樣的說法:“植物能夠利用葉綠體進行光合作用,而動物則因為細胞內無葉綠體而無法進行光合作用。”然而,生物世界是如此之奇妙,以至于凡事總會有例外,比如我們今天的主角——指狀棍螺(Placida dendritica)。

  指狀棍螺,隸屬于腹足綱(Gastropoda)囊舌目(Sacoglossa)柱螺科(Limapontiidae)棍螺屬(Placida),雖然叫“螺”,但實際上并沒有殼。這是一種世界性廣泛分布的小型異鰓類生物;在黃海北部屬于常見物種,在東海、臺灣以東海域等也有分布。

  根據文獻的記錄,在黃海北部本種常于5~6月在潮間帶交尾產卵。但是,根據筆者這幾年的觀察,在青島,從每年的12月下旬至次年2月初才是它們的產卵盛季。特別是1月中下旬,在潮間帶的石塊或是海藻、大葉藻(一種水生維管束植物)上都能發現大量的指狀棍螺的“の”形卵群。

  這種生物有兩點非常有趣。其一是它們的齒舌(齒舌是腹足綱生物的取食器官,可以大概想象成我們舌頭上長滿牙齒的樣子)上除了牙齒,還有一個齒舌囊。齒舌囊這一結構也是囊舌目成員特有的結構。齒舌囊的作用也很有趣——用來保留用舊的牙齒,這一保留舊齒的現象在軟體動物中也是獨一無二的。此外,有些囊舌目生物的齒舌囊內,牙齒有空洞或斷裂的現象,暗示囊內牙齒有被再吸收利用的可能,但其相關機制還尚不明晰。其二,也是最有趣的一點——它可以進行光合作用!

  當然,指狀棍螺自然是不會產生葉綠體的。那么,這本是植物專利(通過葉綠體)的光合作用,它們是怎么“掌握”的?

  答案很簡單——“偷”!

  囊舌目生物大多通過吸食藻類細胞內的養分為生。當它們從藻類細胞抽取其原生質體之后,囊舌目的許多物種,比如今天的主角指狀棍螺,將所食藻類的葉綠體保存在體內。這種從外界藻類中攝取并保存在體內的葉綠體被稱為盜食質體。指狀棍螺因而能夠像植物那樣,通過光合作用為自己提供能量,就好像安裝了太陽能板一樣。在發現它們這種神奇的機制之前,科學家以為只有單細胞的原生生物才懂得這么做。

  當然,一次的攝取并不意味著可以永久保留。葉綠體要想發揮作用需要許多光合蛋白的參與,而隨著演化,許多合成這些必需蛋白的基因都已經轉移到了核基因組中。因此,若是想要“衣食無憂”,其體內必須有足夠數量的保有活性的盜食質體。這依賴于其后天多次攝取。

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