platimal(想像圖)
不久的將來,有可能會出現一個新的英文單詞——platimal,它是plant(植物)和animal(動物)的組合,預示著一種全新生物體的出現,比如說,像植物那樣會進行光合作用,以此為自己提供營養的魚。正在從事這項實驗和研究的克裡斯蒂娜·阿加帕奇斯說:「這是一個頗具風險的賭注,我們對即將發生的事情充滿期待。」
platimal(想像圖)
培育「太陽能魚」不是沒有可能
目前在哈佛醫學院求學的阿加帕奇斯曾做過一個非常特別的實驗,她向斑馬魚的受精卵中注入光合細菌,目的是觀察細菌能否繁衍生息。通常情況下,細菌以殺死或被殺死的方式進入到較大的細胞,但偶爾的例外(比如,共生)則會深遠地改變整個星球。比如,一種光合細菌——藍細菌能將光轉化為食物,隨後,植物體內的複雜細胞「竊取」並掌握這種能力從而完成進化。
多數生物學家對此深感質疑,並信誓旦旦地表示把藍細菌和魚類「結合」純屬天方夜譚。但阿加帕奇斯用實驗證明,所注入的藍細菌聚球藻在魚卵孵化後又存活了兩周。兩周是一個時間節點,此後斑馬魚的色素開始生成。
platimal(想像圖)
光是首要條件
在進化過程中,光合動物慢慢適應了長期接觸陽光的生存方式,並且光線還能穿過水螅、水母的透明身體。這一現象並非巧合。
在體型上也是如此。諸如海葵、珊瑚蟲等大量光合動物形似植物枝杈。另外,扁形蟲和一些名為「sacoglossan」的海蛤蝓呈扁平葉片狀,這使得它們擁有相對於體積的巨大表面積,從而儘可能獲取最多的能量。
platimal(想像圖)
獲取葉綠體
進行光合作用的第二個必備條件是具備光轉換的機體。這種機體往往存在於植物體內與生俱來的葉綠體中,但動物就沒有這麼「幸運」了,只好另謀他路。海蛤蝓通過食用藻類來獲取葉綠體,並存儲在體細胞中。在海蛤蝓體內,布滿了「羊腸小道」的內臟器官,為捕捉光線提供了一個大「網」。
隨著藍細菌轉化成葉綠體,大部分基因進入到主體基因組中,包括一些保持葉綠體正常工作的重要組織。由於海蛤蝓細胞本身不具備這些基因,所以每隔數天、數周就要重新更換失效的葉綠體。唯一不用這麼「大費周章」的是綠葉海蛤蝓,又稱「綠葉海蝸牛」,它在生長到成年期時,僅一次性「吃飽」便可維繫10個月的生命周期。
或許,綠葉海蛤蝓以某種方式獲取了維繫葉綠體正常工作的基因?2009年,兩個研究團隊陸續公布了仍稍顯稚嫩的成果。對此,研究團隊之一的緬因大學負責人瑪麗·羅姆霍表示,目前還不能驗證其研究發現,「尚待基因圖譜做出最後的判定。」
platimal(想像圖)
沒有免費午餐
依靠光合作用的生存方式就像曬日光浴,曬得太多就會有物極必反的危險。羅姆霍說:「對光合動物來講,在食物短缺時採取光合作用是一種應急方式。但與此同時,還要抵禦長時間光照所帶來的傷害。」
綜述,在理論上來說,光合作用可數次為鯉魚提供能量以維持生命所需,這使得光合魚成為最大受益者。據不完全統計,即使耗能哺乳動物從陽光中攝取大量的有用能,但這其中仍存在著巨大的疑問號。