陽(yáng)光獵手

　　除了植物，誰(shuí)還能進(jìn)行光合作用？答案可不是植物人。科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一些神奇的海洋動(dòng)物有自己的B計(jì)劃——吸收太陽(yáng)能來(lái)補(bǔ)充能量。
　　
　　哈佛藥學(xué)院的學(xué)生Christina Agapakis正在做一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，看看能否將能光合作用的真菌移植入斑馬魚(yú)的受精卵里，讓出生的小斑馬魚(yú)靠光合作用吸取養(yǎng)分。結(jié)果，長(zhǎng)出的小魚(yú)還是基本靠食物存活，但它們和真菌都活著，這對(duì)于科學(xué)家們是個(gè)激勵(lì)人的好消息：也許我們有天能造出靠陽(yáng)光成長(zhǎng)的“太陽(yáng)能魚(yú)”，為世界食物儲(chǔ)備提供一條新路。
　　這不是異想天開(kāi)，實(shí)際上，世界上有些動(dòng)物已經(jīng)能靠光合作用來(lái)提供能量了。除了廣為人知的珊瑚外，不少海綿、?？?、水螅等都有這種能力，它們有些甚至已在人類(lèi)的菜單上存在幾萬(wàn)年了。
　　動(dòng)物獲取光合作用的方法有很多。加拿大戴爾豪斯大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)，雌性斑點(diǎn)真螈能將藻類(lèi)細(xì)胞通過(guò)輸卵管傳到卵子中。因此，這些藻類(lèi)不但在卵子外層寄居，甚至能直接住進(jìn)發(fā)育中的小真螈細(xì)胞內(nèi)。在這些細(xì)胞里，消耗能量的線粒體會(huì)簇?fù)碇孱?lèi)細(xì)胞，將它們產(chǎn)生的糖分和氧氣通通吞下。
　　既然與光合藻類(lèi)共生有這樣的好處，為什么只有少數(shù)動(dòng)物有這種能力呢？一些研究者認(rèn)為，這并不是它們不能夠，而是不愿意。
　　首先，要進(jìn)行光合作用就必須經(jīng)常接觸光；然后要有足夠透明度的身體讓光線可以通過(guò)；另外，它得有足夠大的表皮面積來(lái)接受光線，像水螅和珊瑚那樣的枝狀體形是最完美的，或者像片葉子一樣扁平也行，比如綠葉海蛞蝓。
　　而這一條就已經(jīng)被很多動(dòng)物否定了。對(duì)被捕獵者來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)時(shí)間暴露在陽(yáng)光下是非常危險(xiǎn)的。不過(guò)，有些海蛞蝓只需要一點(diǎn)光線就能存活。另一些海綿擁有光纖般的骨骼，同樣可以傳導(dǎo)光線到體內(nèi)。
　　進(jìn)行光合作用的第二個(gè)條件是體內(nèi)有轉(zhuǎn)化光能的機(jī)體。植物靠的是與生俱來(lái)的葉綠體，這是動(dòng)物身上沒(méi)有的，它們只能另外想辦法獲取。有些海蛞蝓能通過(guò)吃藻類(lèi)來(lái)獲取葉綠素，同時(shí)將它們儲(chǔ)存在自己細(xì)胞內(nèi)。不過(guò)，葉綠體如何抵御海蛞蝓的消化液呢？這至今仍是一個(gè)謎團(tuán)。當(dāng)我們吃下蔬菜后，消化道的酶很快會(huì)把葉綠體細(xì)胞分解，不然我們?cè)缇妥兂伞爸参锶恕绷恕６鴦?dòng)物也是同樣的道理。因此，這些特殊的動(dòng)物還具有一種保存并不損害葉綠體細(xì)胞器的非凡才能。
　　另外，葉綠體要長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還需要許多基因的輔助，而這些基因在被吞下肚時(shí)就已經(jīng)跟葉綠體分離了，在動(dòng)物體內(nèi)也找不到替代品。因此一些動(dòng)物需要不斷進(jìn)食藻類(lèi)，來(lái)取代已經(jīng)失效的葉綠體。但有一種強(qiáng)悍的動(dòng)物用不著——綠葉海蛞蝓，它只要一次吃飽了，就可以在剩下的十個(gè)月日子里靠?jī)?chǔ)存的葉綠體維生。
　　對(duì)此，緬因大學(xué)的科學(xué)家們專(zhuān)門(mén)進(jìn)行了研究。他們發(fā)現(xiàn)，讓葉綠體長(zhǎng)期工作的方法一是，將整個(gè)藻類(lèi)細(xì)胞移植到自己身上，包括植物的細(xì)胞核和葉綠體等，可提供這種方便的首推Symbiodinium共生藻，它們?yōu)樯汉?、水螅、水母等都能提供太?yáng)能。
　　方法二是獲取能夠生成葉綠體的基因，自給自足。研究者們通過(guò)放射性跟蹤劑觀察綠葉海蛞蝓后發(fā)現(xiàn)，它不僅偷走了藻類(lèi)的葉綠體，還弄走了至少一種相關(guān)的psbO基因，它能對(duì)光合作用必需的一種蛋白質(zhì)進(jìn)行編碼。因此，綠葉海蛞蝓不但不用再補(bǔ)吃藻類(lèi)，還能將這種生成葉綠體的基因傳給自己的后代。只要這些后代吃進(jìn)了足夠的葉綠體，就能開(kāi)始光合作用了。在自然界中，這種兩個(gè)不同物種間橫向的基因轉(zhuǎn)移是極為罕見(jiàn)的。
　　但天底下沒(méi)有免費(fèi)的午餐，靠光合作用來(lái)存活有點(diǎn)像曬日光浴，曬得太多也會(huì)壞事兒。首先，長(zhǎng)時(shí)間的日曬會(huì)給動(dòng)物帶來(lái)過(guò)高的溫度，還有一定的紫外線損傷，所以很多光合動(dòng)物都生活在水里。而且，要同時(shí)利用光能和捕食來(lái)補(bǔ)充能量，動(dòng)物就得帶著兩套家伙，比如某些海葵，它們的長(zhǎng)觸須用來(lái)捕獵，短的觸須則用來(lái)給寄居的藻類(lèi)接觸陽(yáng)光。這些都要求動(dòng)物們?cè)谏罘绞胶托螒B(tài)上作出妥協(xié)。比如說(shuō)，待在光照充足、水質(zhì)清澈、溫度恒定的地方。
　　而且，對(duì)于一些運(yùn)動(dòng)量大的動(dòng)物來(lái)說(shuō)，陽(yáng)光產(chǎn)生的能量到底能發(fā)揮多久作用？光合作用產(chǎn)生的能量有點(diǎn)像“垃圾食品”——主要是糖分。但動(dòng)物還需要蛋白質(zhì)、維他命和礦物質(zhì)來(lái)維持健康，而這些只能通過(guò)進(jìn)食獲得。
　　另外，許多魚(yú)類(lèi)已經(jīng)是靠吃植物和藻類(lèi)生存的，讓它們變成“太陽(yáng)能魚(yú)”的話，在食物產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益上似乎并沒(méi)有多大提高，更別提要說(shuō)服消費(fèi)者去放心地吃它們了。不過(guò)，隨著科技的飛速發(fā)展，這項(xiàng)工作總會(huì)有人繼續(xù)的，也許某一天，你只要打開(kāi)燈就可以喂飽自己的寵物魚(yú)了，那不也挺好的？
　　
　　綠葉海蛞蝓
　　Elysia chlorotica
　　這種長(zhǎng)得像綠葉的海蛞蝓體形嬌小，一般只有1到3厘米，屬于軟體動(dòng)物腹足綱。當(dāng)它們混跡于海中的海藻時(shí)，幾乎沒(méi)人能分辨出來(lái)。其翠綠的色澤主要?dú)w功于它們體內(nèi)大量的葉綠體，這是從它們吃的海藻中偷過(guò)來(lái)的。這些葉綠體會(huì)被儲(chǔ)存在它們的內(nèi)臟細(xì)胞和腸道分支上，以此有足夠的面積來(lái)接觸陽(yáng)光，從而繼續(xù)為海蛞蝓轉(zhuǎn)化養(yǎng)分。像葉面般展開(kāi)的“雙翼”就是綠葉海蛞蝓的太陽(yáng)能電池板，背上的血管則充當(dāng)著葉脈。
　　綠葉海蛞蝓剛出生時(shí)呈半透明的棕色，綴有紅色斑點(diǎn)。在成長(zhǎng)的過(guò)程中它會(huì)不斷進(jìn)食藻類(lèi)，同時(shí)綠色漸漸加深。其他海蛞蝓吸取的葉綠體只能工作幾天或幾周，而成年綠葉海蛞蝓一旦吃飽了，就能在剩下的十個(gè)月生命中不再進(jìn)食，逍遙自在地靠吃陽(yáng)光飽。但是，如果不能見(jiàn)到陽(yáng)光的話，它們只能無(wú)奈地枯萎、變黃，最后死亡。
　　
　　阿克爾扁形蟲(chóng)
　　Acoel flatworms
　　這堆白色珊瑚上覆蓋的一片片棕黃色東西，叫做阿克爾扁形蟲(chóng)。它們落葉般的色澤來(lái)自于其細(xì)胞內(nèi)含有的共生水藻。這種體內(nèi)水藻一邊進(jìn)行光合作用，一邊為自己和宿主提供能量。這類(lèi)能進(jìn)行光合作用的扁形蟲(chóng)還有很多，比如亮綠色的Symsagittifera roscoffensis扁形蟲(chóng)，在英法兩國(guó)的海灘上，經(jīng)常能見(jiàn)到它們成片成片地躺在沙灘上，看上去就像是海藻。
　　另外，還有一種銹褐色扁形蟲(chóng)Convolutriloba retrogemma，它們經(jīng)常被當(dāng)成水族館里的觀賞動(dòng)物。
　　
　　斑點(diǎn)真螈
　　Spotted salamander
　　科學(xué)家們很久以前就知道，藻類(lèi)可以附著在某些兩棲動(dòng)物卵的果凍狀外層上，兩者共同生存。藻類(lèi)專(zhuān)門(mén)吃卵胚胎的廢棄物，同時(shí)又為卵胚胎提供氧氣。
　　如今他們有了更進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)：在發(fā)育完全的斑點(diǎn)蠑螈胚胎體內(nèi)，可以直接生存一種單細(xì)胞藻類(lèi)。這種奇特的藻類(lèi)學(xué)名為Oophila amblystomatis，它通過(guò)光合作用，為房東提供著食物和能量。而這也是世界上首例脊椎動(dòng)物細(xì)胞和藻類(lèi)共生的實(shí)例。
　　
　　倒立水母
　　Upside-down jellyfish
　　倒立水母也叫車(chē)輪水母，屬于一種叫做“仙后”的海洋群體。之所以會(huì)得這個(gè)名字，是因?yàn)樗傁矚g底朝天地躺在淺海灘或紅樹(shù)林的沼澤上。它們通常分布于西太平洋海域。在太平洋科羅島著名的水母湖，每到中午時(shí)分，就能見(jiàn)到水面上浮起密密麻麻的倒立水母，一閃一閃地泛著金光，耀眼而壯觀，那是它們正在暢快淋漓地進(jìn)行日光浴。
　　倒立水母呈圓盤(pán)狀，傘部直徑可以達(dá)到一個(gè)盤(pán)子那么大。它的水母翼上有車(chē)輪狀的圖案，口脕上有8只觸手，像蕾絲花邊一樣散開(kāi)。它的體內(nèi)寄居著一種單細(xì)胞蟲(chóng)黃藻。只要觸手翻過(guò)來(lái)對(duì)著太陽(yáng)，這些藻類(lèi)便能順利地進(jìn)行光合作用，同時(shí)為水母提供養(yǎng)分。當(dāng)它們要移動(dòng)時(shí)，又會(huì)恢復(fù)觸手向下的姿勢(shì)。但它們通常很懶，會(huì)大半天一動(dòng)不動(dòng)。
　　
　　綠色水螅
　　Green hydras
　　綠色水螅在江河湖泊中是很常見(jiàn)的，它們身上的綠色來(lái)源于身上寄生的一種單細(xì)胞綠藻。
　　
　　這種叫Chlorella的小球藻離開(kāi)了自己的宿主就無(wú)法生存，因此它跟綠色水螅可謂同生共死。當(dāng)水螅的細(xì)胞生長(zhǎng)時(shí)，寄居的小球藻細(xì)胞會(huì)同時(shí)進(jìn)行分裂。當(dāng)水螅有性繁殖，而不是通常的出芽式無(wú)性繁殖時(shí)，這種藻類(lèi)的細(xì)胞甚至?xí)ㄟ^(guò)它的卵子一同被傳遞給下一代。
　　
　　巨人蚌
　　Giant clam
　　巨人蚌是蚌類(lèi)家族里體形最大的，長(zhǎng)度可達(dá)1米，重250公斤，生長(zhǎng)速度也是蚌里的佼佼者。它們有很多成員，圖上這種叫做Tridacna maxima硨磲，通常分布于印度-西太平洋熱帶海洋。它們的能量更多來(lái)源于光合作用而不是過(guò)濾捕食。在白天，巨人蚌總是把波浪形的厚殼大大張開(kāi)，伸展出自己的套膜，以便盡可能多地吸收陽(yáng)光。這些套膜有藍(lán)、粉紅、翠綠、棕紅等鮮艷色彩和各種花紋，因?yàn)樯厦娌紳M了住著共生藻的細(xì)管。這些細(xì)管其實(shí)是巨人蚌內(nèi)臟系統(tǒng)的延伸部分，只有住著共生藻時(shí)它們才會(huì)長(zhǎng)出來(lái)。
　　
　　帆水母
　　By-the-wind sailor
　　帆水母是水母的親戚，屬于水螅蟲(chóng)綱管水母目。這是一種富有探險(xiǎn)精神的動(dòng)物，它們長(zhǎng)著一張充氣的帆狀浮囊，經(jīng)常借著海風(fēng)在海面上到處漂浮，有時(shí)甚至能組成寬達(dá)100公里的群落。如果它們被熱帶地區(qū)的暴風(fēng)雨沖到海灘上，你一次可能會(huì)撿到上百萬(wàn)只。
　　在漂游的同時(shí)，帆水母會(huì)垂下長(zhǎng)著刺細(xì)胞的觸手捕食身邊的海洋小動(dòng)物。而每一只帆水母也是一片小小的殖民地，上面寄居著許多斯克里普藻共生體，為它提供養(yǎng)分。
　　
　　巨桶海綿
　　Giant barrel sponge
　　在加勒比海潛過(guò)水的人應(yīng)該會(huì)對(duì)巨桶海綿感到很親切，它們是那里的常住居民。它們學(xué)名為Xestopongia muta，看起來(lái)就像海里長(zhǎng)的一棵棵大樹(shù)，樹(shù)干粗的能容下一名潛水員。巨桶海綿細(xì)胞內(nèi)寄居著許多藍(lán)綠藻原核生物。一旦海綿失去了這些共生藻，就會(huì)像珊瑚一般漂白脫色，這對(duì)于一些海綿來(lái)說(shuō)是周期性的事。其實(shí)，巨桶海綿里還住著許多其他共生體，包括不會(huì)光合作用的真菌和細(xì)菌。一些海綿長(zhǎng)著硅質(zhì)骨骼，它的作用就像光纖一樣，可以將陽(yáng)光導(dǎo)入體內(nèi)的深層細(xì)胞中。
　　
　　溝迎風(fēng)海葵
　　Snakelocks anemone
　　溝迎風(fēng)?？麑儆谇荒c動(dòng)物門(mén)珊瑚蟲(chóng)綱，它們種類(lèi)繁多，觸須中住著共生藻，會(huì)隨著光線變化和共生藻的不同而改變顏色。它們分布在大西洋東海岸，從地中海一直到英國(guó)都能見(jiàn)到。它們特別喜歡住在長(zhǎng)滿海膽和藻類(lèi)的巖縫中。許多溝迎風(fēng)海葵依靠一種叫Symbiodinium的共生藻獲取太陽(yáng)能，而有些海葵身上能同時(shí)容納Symbiodinium和蟲(chóng)綠藻兩種。
　　
　　獅子魚(yú)
　　Lionfish
　　獅子魚(yú)屬于鲉形目圓鰭魚(yú)科，它們的體形和生活方式簡(jiǎn)直就是專(zhuān)為光合作用打造的。這種魚(yú)的胸鰭和背鰭長(zhǎng)著長(zhǎng)長(zhǎng)的鰭條和刺棘，在陽(yáng)光下絢麗斑斕，像是京劇演員背后威風(fēng)凜凜的護(hù)旗，這能讓它們的魚(yú)鰭最大限度地接觸陽(yáng)光。它們總是在白天活動(dòng)，晚上則靜靜地懸在水中或是緩慢游動(dòng)，一邊用鰭條來(lái)圍捕獵物。
　　這種魚(yú)也叫蓑鲉，通常分布于印度洋及太平洋珊瑚礁海域。如果你想伸手逗弄一下它，最好打消這愚蠢的念頭。這蛇蝎美人的鰭條上布滿了毒腺和毒針，連薄點(diǎn)的手套都能刺破。不小心被它親吻了的話，神經(jīng)毒素會(huì)引起劇烈的疼痛、腫脹，甚至是抽搐和死亡。