人類必須通過種植、打獵、養殖等方式得到食物,以提供身體所必需的能量。在大自然中,很多生物並不需如此,例如植物、海藻以及很多種細菌可以通過光合作用維持生存。那麼人類是否可以使我們的身體像植物一樣,從太陽能中獲取食物呢?
通常說來,動物是無法進行光合作用的,但是一切規則總有例外。豌豆蚜是一個新發現的變異物種,它是農民的敵人但卻是基因學家的朋友。法國索菲亞阿格羅生物技術研究所的阿蘭·羅比臣,就曾發現豌豆蚜利用從真菌中「竊取 的基因,使自身能產生色素,從而通過太陽獲取能量的例子。另一種昆蟲,東方大黃蜂也有類似的本領。
不過,這兩個案例都具有爭議,這兩種昆蟲只是將陽光轉換成了能量,但並沒有進行真正的光合作用——將二氧化碳轉化為糖分。 當然,也有動物進行真正的光合作用。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,藻類能進行光合作用並且為共生的珊瑚蟲提供營養。一些海葵、蛤蚌、海綿等動物也有能進行光合作用的共同體,甚至還有脊椎動物——斑點蠑螈,那些能進行光合作用的藻類已經侵入了它們的細胞的內部。
儘管有這麼多種類的例子,光合作用共生體仍是例外而不是普遍規則。好在能進行光合作用的「種子」並不難以播種。2011年,加州大學洛杉磯分校的生物學家克裡斯蒂娜·阿加帕奇斯在斑馬魚胚胎期,將細菌注入了這種魚。遺憾的是,之後什麼也沒發生,這種魚不會光合作用,但也並沒有排斥這種細菌。阿加帕奇斯的實驗表明脊椎動物至少可以忍受光合微生物的存在。
還有一種讓動物進行光合作用的方法:直接竊取它們 的「加工廠」。眾所周知,光合作用是在一個被稱作葉綠體的微小結構中發生的,它廣泛存在於各種植物和藻類的細胞中。因此,與其和一個植物共生,為何不直接將它的葉綠體據為己有呢? 有動物這樣做過,比如海兔。這種美麗的生物以藻類為食,並將竊取來的葉綠體分布在消化道內,為它提供能量,使得它「活得像個植物」。這對於海兔至關重要,失去了葉綠體的海兔通常都無法活到成年。
海兔如何維持並且使用葉綠體仍然是一個謎團。不過可以確定的是,這些結構並不能像快閃記憶體盤一樣能「即插即用」。因為葉綠體會用數以百計的蛋白質——都是在海兔的細胞核中製造,並且又移植到了葉綠體中的。以現有的技術,破解這上百個基因片段是不太可能的事情。即使全部破解成功了,將人類細胞變成兼容葉綠體的細胞,也是項十分浩大的基因工程。
可以設想一下,人類能與藻類等植物共生,細胞內也加入了控制葉綠體的基因,獲得了光合作用的能力,這會給我們帶來不同嗎?答案也許會令人失望。如果無法盡最大限度將自己暴露在陽光下,光合作用就是一種毫無用處的能力。並且,為了得到更多的能量,需要儘可能大的表面積,植物就擁有又大又平的採光平面——葉子;海兔又綠又平,看起來也像是一片葉子,同時它是透明的,因此陽光可以穿透它的組織,進入體內的葉綠體中。
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的能量—— 動物所需的能量遠遠高於植物。如果人類要依靠光合作用生存,那麼必須擁有類似樹葉的大平面接受陽光,然後還需要保持靜止,以減少消耗。從某種意義上講,這時的人已經變成了樹。
其實人類一直在用另外的方式享受著光合作用。人們 馴化動物、播種植物,並以此為食,這已經是大規模地有效利用光合作用了。農業就是人類與植物一個共生關係, 不過與豌豆蚜、海兔不同的是,它們將光合作用放在體內,我們將植物種在地裡。