海蛞蝓用来重新长出被切断的身体部位的过程出奇地常见

海蛞蝓用来重新长出被切断的身体部位的过程出奇地常见

有些海蛞蝓没有身体也能生存。科学家最近发现,即使把它们的头砍掉,脑袋仍能存活数月。那些分离的、自我推进的头部可以再生出全新的蛞蝓身体。

科学家们并不清楚这些蛞蝓是如何做到的,但至少有两种蛞蝓能够做到这一点。他们怀疑蛞蝓惊人的生存能力依赖于备用电源:这些动物可以从周围的藻类中窃取光合作用能力。

这种能力被称为“盗取性”,蛞蝓并不是唯一拥有这种能力的生物。许多其他生命形式也具有“盗取性”,能够从其他生物(如水中的藻类)身上掠夺叶绿体(促进光合作用的细胞部分)。盗取性生物可以夺取这些叶绿体并将其用作自己的叶绿体。

被消耗的叶绿体继续将阳光转化为新生命所需的能量,这为它们带来了“持久的奖励”,加州大学圣巴巴拉分校的生物学家霍莉·莫勒说。“它们的食物供应可能拥有第二次生命。”

例如,那些盗取质体的囊舌虫会吸出它们所吃的藻类细胞的内脏,挑出叶绿体并将其融合到蛞蝓的消化细胞中。这使得蛞蝓能够直接将阳光转化为能量。

偷窃自体似乎是一个可以拯救生命的魔法棒,但科学家们并不知道它是否真的如此。叶绿体袭击可能无法为蛞蝓提供足够的能量来代替进食。相反,它更像是一个备用计划。例如,如果蛞蝓被斩首或食物匮乏,它就可以依靠被掠夺的叶绿体生存。

动物的盗食性远非常态。事实上,多年来,这些囊舌虫是科学家们所知的唯一具有盗食性的动物。直到 2019 年,科学家在扁虫属的横腔动物中发现了盗食性。

几十年来,科学家们已经知道一些淡水横纹藻体内会保留活藻类,珊瑚和海绵等其他一些动物也知道这一点。不列颠哥伦比亚大学的生物学家尼尔斯·范·斯滕基斯特 (Niels Van Steenkiste) 表示,科学家们还在几种生活在海洋中的横纹藻体内发现了叶绿体。

Van Steenkiste 和他的研究员同事决定更仔细地观察其中一种物种,看看它们是否也拥有完整的藻类细胞。利用高分辨率显微镜和基因测序,他们发现扁虫物种反而将叶绿体偷来。

目前尚不清楚这些横纹虫究竟是如何闯入细胞并掠夺其内容物的,也不清楚扁虫是否是挑剔的掠夺者。这些都是有待研究的问题。“我们想知道它们是否只以特定物种为食,”范·斯滕基斯特说,“或者它们是否以非特异性的方式进食。”

而且这一发现并没有使动物的盗食行为变得更加普遍。范·斯滕基斯特说,他和同事们迄今为止已经在两种横纹藻中证实了这种现象,但他们认为还有多达 16 种其他物种可能也存在这种现象。这仍然只是全球已知的 1,800 种横纹藻中的一小部分。

当然,地球上还有许多生命尚未被发现,这意味着可能还有更多的盗塑性动物。“未来有更多具有这种能力的动物被描述出来并非不可能,”范·斯滕基斯特说。

但如果你放眼动物界,你会发现很多生物都使用偷窃术。“各种各样的原生生物……也能做到这一点,”莫勒说。

原生生物是单细胞生物,其中许多可以吸收比自己小的藻类的叶绿体。它们以各种方式做到这一点:有些原生生物将叶绿体包裹在半透明的身体中,使其继续产生能量,而有些原生生物则更进一步,完整地拔出藻类的细胞核,利用其遗传指令保持叶绿体正常运转。

莫勒说:“这就像它偷了车,还偷了车主手册,这样你就可以修理汽车、保养汽车,然后继续驾驶汽车。”

在这些原生生物中,盗取成形术还可以让科学家们追溯到 20 多亿年前,即地球上植物进化之前。许多科学家认为,当时叶绿体和细胞的其他部分(如线粒体)都是自由漂浮的有机体,它们被整合并“驯化”到高中生物学中你所熟知和喜爱的细胞器中。

“如果你观察所有的光合生物,就会发现叶绿体实际上已经跨过谱系移动了,”莫勒说。“它们就像是跨越了生命之树的枝干。”

目前尚不清楚这一过程究竟是如何发生的,以及不同的生命形式如何获得将光转化为能量的能力。但通过从藻类中窃取叶绿体,盗质原生生物或动物正在做到这一点。

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