聶無
植物通過光合作用從陽光中獲得能量。但自然界中,除了植物,還有其他生物也能進行光合作用。
地球上葉綠體的祖先——藍藻
地球上進行光合作用的“第一人”并不是植物,而是藍藻。藍藻既不是植物,也不是動物,而是一種大型單細胞原核生物(單細胞生命體,且結構簡單),它也是唯一能夠產(chǎn)生氧氣的光合原核生物。
據(jù)科學家推測,大約在10~20億年前,藍藻被早期的真核生物(單細胞生命體,但結構比較復雜)捕食,但藍藻并沒有死掉,反而在真核生物內部生存下來了,成為了它們的能量工廠。經(jīng)過幾億年的時間,這些真核生物和藍藻一起進化成了現(xiàn)在的植物。
吃葉綠體的綠葉海天牛
除了植物,也有動物能通過“內共生”獲得光合作用的能力,綠葉海天牛就是其中一種。
綠葉海天牛是一種海生動物,原本是褐色,本身是沒有葉綠體的,但成年的綠葉海天牛卻通過食入綠藻獲得了其中的葉綠體,這些葉綠體會在綠葉海天牛的腸道中保持幾個月的活力和功能。綠葉海天牛的顏色也會逐漸從褐色變成綠色,當葉綠體能夠穩(wěn)定地在綠葉海天牛的腸道里生存下來時,綠葉海天牛只需少量進食,依靠葉綠體的光合作用就能存活。
能進行光合作用的卵
和綠葉海天牛相似,斑點鈍口螈(yuán)體內也有葉綠體,這些葉綠體并不是它通過捕食得來的,而是從它出生起就存在于體內的,但經(jīng)過胚胎期之后,葉綠體的數(shù)量會逐漸減少。
綠藻與斑點鈍口螈是共生關系,綠藻會通過光合作用給斑點鈍口螈提供能量和物質;作為交換,斑點鈍口螈會給綠藻提供充滿營養(yǎng)的生存場所。不過,沒有綠藻存在的斑點鈍口螈胚胎會發(fā)育緩慢,有時甚至不能完全發(fā)育,但離開了胚胎的綠藻卻依然能健康地發(fā)育和繁殖。
綠藻是怎樣進入斑點鈍口螈胚胎內的呢?斑點鈍口螈是脊椎動物,而脊椎動物的胚胎是十分排外的,它會破壞任何不屬于自己的有機體。這令科學家至今都十分困惑。
吸光大師——東方大黃蜂
在自然界中,動物不是必須擁有葉綠體才能吸收太陽光,東方大黃蜂就沒有葉綠體,卻也能將陽光轉換成自身能量。
東方大黃蜂有30層棕色和15層黃色角質層。這些帶顏色的角質層就像是一塊太陽能電池,當東方大黃蜂在太陽下飛行時,棕色角質層上的凹槽會吸收光,同時防止其反射出身體;而黃色角質層不僅能捕獲到光能,還能將之轉換成身體所需的能量。
因此,與喜歡在清晨勞作的蜜蜂不同,東方大黃蜂在一天中最活躍的時間段是中午,日照越強,它們就越活躍。
藍藻主要生存在潮濕的土壤和水體中,當水體中的營養(yǎng)物質過多時,藍藻就會大量繁殖,在水體表面形成一片藍綠色“幕布”,由于藍藻會吸收光能,進行光合作用,“幕布”會阻擋陽光進入水體,這將破壞水體中生態(tài)環(huán)境。
如果人也有葉綠體
植物的光合作用是地球中氧氣的主要來源,如果人類也能進行光合作用,我們是不是不用吃飯或吃少量食物就能獲得能量呢?事實上,人類生存活動所需的能量比立地生長的植物多許多,即使我們的皮膚中充滿葉綠體,并且一天曬24小時太陽,光合作用所產(chǎn)生的能量也遠不夠人體所需。