你覺得就你會光合作用?來咱不吃不喝聊一聊?。ㄔ瓌摮遍g帶生物句號)
上期我們說到,光合作用并非植物專利。囊舌目/Sacoglossa的許多成員,比如上次提到的指狀棍螺/Placida dendritica,都可以利用偷食質體(kleptoplasty)使得自身也能通過光合作用合成養分養活自己。(詳情點擊《青島近海的異鰓類系列|(一)誰說只有植物才能光合作用嘞?我也會!》)
上期介紹的指狀棍螺|攝影:潮間帶生物句號
但是,這種“偷來”的葉綠體也終究是“消耗品”。我們知道,葉綠體進行光合作用需要各種光合蛋白的參與。要想持久保證葉綠體的活性,維持它的正常功能,需要不斷的合成、補充這些蛋白。雖然葉綠體有其獨立的基因組和蛋白質合成系統,但是許多必需的蛋白合成基因都位于細胞核基因組中,若是沒有核基因的支持,這些“偷”來的葉綠體,很快就會因為蛋白質的消耗而失活。所以,這些“小偷”必須不停的“偷”取新鮮的葉綠體。
但今天要講的家伙更猖狂,它不但“偷”人家葉綠體,還連人家基因也一塊“偷”來了!
綠海天牛|圖片來自網絡
熱愛海洋生物的你們是不是已經猜到我今天要介紹什么了呢~
沒錯!就是大名鼎鼎的綠葉海天牛/Elysia chlorotica!
家的親戚——綠海天牛/Elysia viridis!
你們也不想想這可是“青島近海的異鰓類系列”哦!綠葉海天牛/E. chlorotica人家的原產地可是美國加拿大沿岸,而綠海天牛/E. viridis,才是我們的“國產”貨!
絕世神偷之綠海天牛|攝影:潮間帶生物句號
我們再接著來說這幫“小偷”家族的本事。因為國內對于綠海天牛相關方面的研究不多,我們就還是以它的親戚綠葉海天牛為例。
剛剛說到,要想長久維持葉綠體的功能活性,必須要核基因組參與合成必需的蛋白。而一般的盜食質體的海蛞蝓們,并沒有保留藻類的核基因,因此需要不斷攝取“新鮮”質體。
而綠葉海天牛則更進一步,就連攝取的藻類(濱海無隔藻/Elysia viridis)的基因也一并保留了下來!同時科學家們已經發現它們的卵中的確有多個葉綠體相關蛋白的濱海無隔藻的核基因!這證明,濱海無隔藻的基因的的確確整合到了綠葉海天牛的核基因組中!
當然雖然先天就有了基因,但是它的幼蟲孵化后,還是先尋找濱海無隔藻。一旦找到后,便立刻攀附其上,并迅速變態發育為幼年綠葉海天牛,開始啃食攝取濱海無隔藻的葉綠體。一天后,它們的身體就變為綠色并穩定下來。
之后,利用已經整合到的基因和后天攝取的葉綠體,綠葉海天牛就可以悠哉悠哉地度過余生了?。ㄍ?,好棒棒哎,要是我也能這樣那能省多少伙食費—V—)
突然賣萌|攝影:潮間帶生物句號
這可不能說是動物界的“轉基因”技術。而是叫做——“水平基因傳遞”(Horizontal gene transfer,HGT)。其是指在差異生物個體之間,或單個細胞內部細胞器之間所進行的遺傳物質的交流。這一概念正是相對于依賴于生殖細胞的親代-子代式的“垂直基因傳遞”而提出的。這也使得生物界基因流動的可能變得更為復雜多樣。
當然,HGT也不是它的專利,歷史上最最具有影響力的兩次HGT過程,就是線粒體和葉綠體的產生。在最早的時候真核動物的祖先們吞噬了能夠獨立生活、進行有氧呼吸的原核生物,但并沒有消化它,而是形成了神奇的共生關系,之后在漫長的演化過程中,線粒體的許多基因轉移到了細胞核中,使二者更加密不可分。類似的植物中的葉綠體也來源于一類被吞噬的光合細菌。而這就是現在關于線粒體和葉綠體產生的最著名的“內共生起源說”。
另外,今年科學家們又著眼于另一問題:海天牛得來的核基因表達后的產物能不能運輸到“偷”來的葉綠體里發揮作用呢?
濱海無隔藻的葉綠體是經過二次共生的產物,于四層膜(而一般葉綠體是雙層膜)!但是,海天牛攝取后,會脫掉兩層膜,變成常規的雙層膜葉綠體,且依然能正常發揮葉綠體的機能。那么如果海天牛攝取的是濱海無隔藻的基因,那么攝取的基因究竟能否或是如何對葉綠體發揮作用?這就成了一個新的問題。
海天牛家的“神偷”們無疑將會是幫助人們了解HGT的踏板,但這就交給科學家們去破解吧!
我們,就好好欣賞一下這美麗的“鉆石星辰”吧?。?strong>攝影:潮間帶生物句號)
“鉆石星辰”|攝影:潮間帶生物句號
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