会进行光合作用的指状棍螺

2018-06-01 09:58 来源:科技日报 
2018-06-01 09:58:14来源:科技日报作者:责任编辑:张佳兴

  大多数人听过这样的说法:“植物能够利用叶绿体进行光合作用,而动物则因为细胞内无叶绿体而无法进行光合作用。”然而,生物世界是如此之奇妙,以至于凡事总会有例外,比如我们今天的主角——指状棍螺(Placida dendritica)。

  指状棍螺,隶属于腹足纲(Gastropoda)囊舌目(Sacoglossa)柱螺科(Limapontiidae)棍螺属(Placida),虽然叫“螺”,但实际上并没有壳。这是一种世界性广泛分布的小型异鳃类生物;在黄海北部属于常见物种,在东海、台湾以东海域等也有分布。

  根据文献的记录,在黄海北部本种常于5~6月在潮间带交尾产卵。但是,根据笔者这几年的观察,在青岛,从每年的12月下旬至次年2月初才是它们的产卵盛季。特别是1月中下旬,在潮间带的石块或是海藻、大叶藻(一种水生维管束植物)上都能发现大量的指状棍螺的“の”形卵群。

  这种生物有两点非常有趣。其一是它们的齿舌(齿舌是腹足纲生物的取食器官,可以大概想象成我们舌头上长满牙齿的样子)上除了牙齿,还有一个齿舌囊。齿舌囊这一结构也是囊舌目成员特有的结构。齿舌囊的作用也很有趣——用来保留用旧的牙齿,这一保留旧齿的现象在软体动物中也是独一无二的。此外,有些囊舌目生物的齿舌囊内,牙齿有空洞或断裂的现象,暗示囊内牙齿有被再吸收利用的可能,但其相关机制还尚不明晰。其二,也是最有趣的一点——它可以进行光合作用!

  当然,指状棍螺自然是不会产生叶绿体的。那么,这本是植物专利(通过叶绿体)的光合作用,它们是怎么“掌握”的?

  答案很简单——“偷”!

  囊舌目生物大多通过吸食藻类细胞内的养分为生。当它们从藻类细胞抽取其原生质体之后,囊舌目的许多物种,比如今天的主角指状棍螺,将所食藻类的叶绿体保存在体内。这种从外界藻类中摄取并保存在体内的叶绿体被称为盗食质体。指状棍螺因而能够像植物那样,通过光合作用为自己提供能量,就好像安装了太阳能板一样。在发现它们这种神奇的机制之前,科学家以为只有单细胞的原生生物才懂得这么做。

  当然,一次的摄取并不意味着可以永久保留。叶绿体要想发挥作用需要许多光合蛋白的参与,而随着演化,许多合成这些必需蛋白的基因都已经转移到了核基因组中。因此,若是想要“衣食无忧”,其体内必须有足够数量的保有活性的盗食质体。这依赖于其后天多次摄取。

  (中国科普作家协会海洋科普专业委员会供稿)

[责任编辑:张佳兴]

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