人類能否像植物一樣光合作用？

人類必須通過(guò)種植、打獵、養(yǎng)殖等方式得到食物，以提供身體所必須的能量。在大自然中，很多生物并不需如此，例如植物、海藻以及很多種細(xì)菌可以通過(guò)光合作用維持生存。它們僅利用陽(yáng)光和神奇的化學(xué)反應(yīng)，就能在體內(nèi)產(chǎn)生能量。那么人類是否可以也做到類似的事情呢 ？我們的身體能否也變得像植物一樣，從太陽(yáng)能中獲取食物呢？

通常說(shuō)來(lái)，動(dòng)物是無(wú)法進(jìn)行光合作用的，但是一切規(guī)則總有例外。豌豆蚜是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的變異物種，它是農(nóng)民的敵人但卻是基因?qū)W家的朋友。法國(guó)索菲亞阿格羅生物技術(shù)研究所的阿蘭·羅比臣，就曾發(fā)現(xiàn)豌豆蚜利用一種類胡蘿卜素的色素通過(guò)太陽(yáng)獲取能量的例子。該蚜蟲從真菌中“竊取”的基因，使自身能產(chǎn)生色素。另一種昆蟲，東方大黃蜂也有類似的本領(lǐng)。它們?cè)诎滋旆浅；钴S，而且溫度越高越活躍，這是因?yàn)槠涓共康狞S色色素能將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。

不過(guò)，這兩個(gè)案例都具有爭(zhēng)議，這兩種昆蟲只是將陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成了能量，但并沒有進(jìn)行真正的光合作用——將二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖分。

當(dāng)然，也有動(dòng)物進(jìn)行真正的光合作用。珊瑚蟲是最典型的例子，它們寄生在微小得只能用顯微鏡才能看到的藻類中，藻類能進(jìn)行光合作用并且為共生的珊瑚蟲提供營(yíng)養(yǎng)。一些海葵、蛤蚌、海綿等動(dòng)物也有能進(jìn)行光合作用的共同體，甚至還有脊椎動(dòng)物——斑點(diǎn)蠑螈，那些能進(jìn)行光合作用的藻類已經(jīng)侵入了它們的細(xì)胞的內(nèi)部。

盡管有這么多種類的例子，光合作用共生體仍是例外而不是普遍規(guī)則。好在能進(jìn)行光合作用的“種子”并不難以播種。2011年，加州大學(xué)洛杉磯分校的生物學(xué)家克里斯蒂娜·阿加帕奇斯令斑馬魚接受了會(huì)光合作用的細(xì)菌。在斑馬魚胚胎期，她就將細(xì)菌注入了這種魚。遺憾的是，之后什么也沒發(fā)生，這種魚不會(huì)光合作用，但也并沒有排斥這種細(xì)菌。阿加帕奇斯的實(shí)驗(yàn)表明脊椎動(dòng)物至少可以忍受光合微生物的存在。

還有一種讓動(dòng)物進(jìn)行光合作用的方法：直接竊取它們的“加工廠”。眾所周知，光合作用是在一個(gè)被稱作葉綠體的微小結(jié)構(gòu)中發(fā)生的，它廣泛存在于各種植物和藻類的細(xì)胞中。因此，與其和一個(gè)植物共生，為何不直接將它的葉綠體據(jù)為己有呢？

有動(dòng)物這樣做過(guò)，比如海兔。這種美麗的生物以藻類為食，并將竊取來(lái)的葉綠體分布在消化道內(nèi)，為它提供能量，使得它“活得像個(gè)植物”。這對(duì)于海兔至關(guān)重要，失去了葉綠體的海兔通常都無(wú)法活到成年。

海兔如何維持并且使用葉綠體仍然是一個(gè)謎團(tuán)。不過(guò)可以確定的是，這些結(jié)構(gòu)并不能像閃存盤一樣能“即插即用”。因?yàn)槿~綠體會(huì)用數(shù)以百計(jì)的蛋白質(zhì)——都是在海兔的細(xì)胞核中制造，并且又移植到了葉綠體中的。以現(xiàn)有的技術(shù)，破解這上百個(gè)基因片段是不太可能的事情。即使全部破解成功了，將人類細(xì)胞變成兼容葉綠體的細(xì)胞，也是一項(xiàng)十分浩大的基因工程。

可以設(shè)想一下，人類能與藻類等植物共生，細(xì)胞內(nèi)也加入了控制葉綠體的基因，獲得了光合作用的能力，這會(huì)給我們帶來(lái)不同嗎？答案也許會(huì)令人失望。如果無(wú)法盡最大限度將自己暴露在陽(yáng)光下，光合作用就是一種毫無(wú)用處的能力。并且，為了得到更多的能量，需要盡可能大的表面積，植物就擁有又大又平的采光平面——葉子；海兔又綠又平，看起來(lái)也像是一片葉子，同時(shí)它是透明的，因此陽(yáng)光可以穿透它的組織，進(jìn)入體內(nèi)的葉綠體中。

人類既沒有葉子又不透明，即使全身皮膚都是充滿葉綠體，光合作用也只能提供少得可以忽略不計(jì)的能量——?jiǎng)游锼璧哪芰窟h(yuǎn)遠(yuǎn)高于植物。如果人類要依靠光合作用生存，那么必須擁有類似樹葉的大平面接受陽(yáng)光，然后還需要保持靜止，以減少消耗。從某種意義上講，這時(shí)的人已經(jīng)變成了樹。

其實(shí)人類一直在用另外的方式享受著光合作用。人們馴化動(dòng)物、播種植物，并以此為食，這已經(jīng)是大規(guī)模地有效利用光合作用了。農(nóng)業(yè)就是人類與植物一個(gè)共生關(guān)系，不過(guò)與豌豆蚜、海兔不同的是，它們將光合作用放在體內(nèi)，我們將植物種在地里。