大家好,我是魅力科學君,今天給大家介紹一種令人覺得不可思議的動物——黑島天兔海蛞蝓(Costasiella kuroshimae),這種動物不但能進行光合作用,而且頭斷了還可以再生。
黑島天兔海蛞蝓屬于海兔科柱海蛞蝓屬動物,主要分布于印度洋和太平洋之中,它們的體型很小,其體長通常不超過1厘米,由于它們看上去有點像植物的葉子,又有點像一只小小的小綿羊,因此人們通常將其稱為葉羊,為方便描述,下文我們也這樣稱呼它們。
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我們知道,想要進行光合作用,就得有葉綠體。實際上,葉羊自己是沒有本事制造葉綠體的,但它們卻能“偷走”藻類的葉綠體,然后將其據為己有,讓其在自己的身體里繼續進行光合作用。
葉羊平常主要以藻類為食,在進食的時候,它們會用類似針管一樣的口器刺穿藻類細胞,把里面的東西吸出來,其中就包括了葉綠體。
通常來講,在大多數動物體內,這些被吞進肚子的葉綠體很快就會被消化分解,但葉羊卻可以把這些葉綠體保留下來,并將其儲存在自己身體的分支狀消化結構中。
這些分支結構會延伸到它們身體兩側那些像葉片一樣的突起里,這樣一來,葉綠體就能更好地接觸陽光。
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重要的是,這些“偷來”的葉綠體并不是擺設,它們依然可以繼續工作,研究表明,葉羊在進食一次之后,就可以在長達數月的時間里,僅僅依靠陽光和二氧化碳來維持生命活動。
這是因為葉綠體自己保留了少量最關鍵的基因,能自主合成光合作用過程中損耗最快的那部分蛋白質,勉強維持基本運轉,而由于葉羊細胞內部的化學環境跟藻類細胞差別不是特別大,因此葉綠體的基本物質交換在新環境里還能湊合運行一段時間。
除此之外,葉羊細胞并不是被動容納葉綠體,而是會主動上調自身的抗氧化酶表達,幫葉綠體處理掉光合作用產生的那些危險副產品,起到了一部分原本由藻類細胞核承擔的保護功能。
有意思的是,為了讓自身的光合作用更持久一些,葉羊通常會更傾向于選擇那些葉綠體更耐用、更穩定的藻類取食。
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作為一種動物,葉羊竟然能進行光合作用,這已經令人覺得很是神奇了,然而在研究工作中,科學家又發現了它們的另一個不可思議之處,那就是在有些時候,它們會主動讓自己的頭斷掉。
更準確地說,是從脖子處把頭部和身體斷開,在此之后,它們的身體會因為失去生命力而爛掉,但頭部卻可以長出一個新的身體。
根據科學家的觀察,葉羊的“脖子”位置有一條類似“預設斷裂線”的結構,當條件觸發時,這個區域會逐漸斷開,經過大約22個小時之后,其頭部就會徹底脫離身體。
在接下來的時間里,“只有頭”的葉羊依然生命力十足,而隨著時間的推移,新的身體逐漸開始在其后方長了出來,在大約兩到三周之后,它就又變成了一只完整的葉羊。
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一個沒有身體的頭部,是怎么活下來的呢?答案又回到了那些被“偷來”的葉綠體上。
簡單來講,在沒有身體的情況下,這些葉綠體仍然在進行光合作用,在其能量支持下,葉羊就有能力完成后續的再生過程。我們可以將其簡單地理解為,在“斷頭重生”的這段時間里,它們暫時從“動物模式”切換到了“植物模式”。
那它們為什么要這么做呢?難道說它們會像壁虎那樣在危機來臨時“斷頭求生”嗎?
對此,科學家普遍認為,葉羊的這種行為應該不是為了躲避捕食者,因為整個過程太慢了,相對來講,這更應該是一種自我修復策略,比如說當其身體里的寄生蟲過多,或者某些組織受損嚴重時,它們就可以通過“舍棄舊身體,重新長出一個新身體”這樣的策略來徹底擺脫問題。
就目前的情況來看,我們對葉羊還知之甚少,其中的許多關鍵機制還沒有搞清楚,期待在未來的日子里,科學家能有更多的發現。
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