當一盤涼拌海帶絲被端上餐桌,你可能不會想到這抹翠綠竟然是“植物界的叛徒”,這個全身翠綠能進行光合作用的常見生物,竟然不是植物。而且當我們夾一筷子放入嘴里咀嚼時,你也不會想到你吞下的其實是一只1.6億年前的“海洋怪獸”,它曾見證恐龍滅絕,還差點引發分類學革命!
我們被“假植物”騙了多少年?
海帶雖然很像蔬菜,而且許多人也這么叫它,但事實上它不僅不是蔬菜,連植物都算不上,它的真實身份是色藻界(Chromista)的褐藻,和植物的基因差異比人類與青蛙還大,就跟夏季人工湖里泛濫發臭的藍藻一樣,它們都不是植物。下面我們簡單的來說一下它與植物的區別。
首先是細胞結構。植物的葉綠體包裹在雙層膜內,而海帶的葉綠體竟有四層膜,而這其實是遠古吞噬藍細菌留下的“犯罪證據”;其次是細胞壁成分,植物靠纖維素撐起骨架,海帶卻用藻朊酸鈣+褐藻膠當盔甲,這這就是它煮在湯里會煮出黏糊糊的“防護液”的根本原因;
最后是生存邏輯,植物靠葉片的葉綠素合成營養,用根吸水,再提供內部的纖維結構將水運送到樹干和樹枝的各個部位,而海帶的假根只是個“吸盤”,營養全靠表皮直接吞海水。
因此,如果海帶是植物的話,那水母就該算是蘑菇了!
海帶的“三姓家奴”之旅?
在三國時期,戰神呂布就被稱為“三姓家奴”,原因是他本姓呂,但先后認了丁原和董卓為義父,,而海帶也堪稱是生物界的“三姓家奴”,因為它也曾經有過三個不同的分類。
第一代,植物界的寄居時代(1735-1866)。早在1735年,瑞典分類學家卡爾·馮·林奈大手一揮,把能光合作用的生物都塞進植物界。而同樣可以進行光合作用的海帶自然是跑不了。只不過當時的海帶還叫“昆布”,這個分類法一直持續了130多年。
第二代:原生生物界的過客(1866-1969)。到了1866年,科學家們用顯微鏡發現了單細胞的藻類,之后單細胞的藻類集體獨立,成立了原生生物界,起初海帶也在里面。但在顯微鏡下,海帶原形畢露,它是多細胞的,所以它再次被扔回到了植物界。
第三代:色藻界的終極逆襲(1969至今)。到了1969年,DNA技術的出現給了海帶再次變換身份的機會,尤其是DNA的測序技術用到海帶上之后,科學家們發現海帶的葉綠體含特有色素巖藻黃素,與植物葉綠素壓根不是同源基因!它最終被發配到色藻界褐藻門。
至此,海帶的歸屬終于塵埃落定,它成為色藻類的一員,遠離了待了200多年的植物界。
細胞里的諜戰:四層膜葉綠體的誕生
海帶葉綠體的四層膜是它區別于植物最大的特點之一,而這個四層膜其實記錄著一場史詩級“細胞吞噬案”。早在12億年前的寒武紀,原始的真核細胞吞下了藍細菌,正是這次吞噬,讓它們出現四層膜。
第一層膜是被吞藍細菌的細胞膜(受害者外套),第二層膜是宿主消化時裹上的“裹尸布”,第三和四層膜是海帶祖先二次吞噬其他藻類加的“防盜門”。而這套疊甲的操作讓海帶獲得了超能力,首先是用巖藻黃素捕獲深海藍紫光(植物葉綠素在深海全瞎,因為海底本身陽光就難以照射到);其次是它的葉綠體自帶“防輻射涂層”(褐藻糖膠抗核污染),最好是離水3小時啟動自毀程序(植物能撐3天)
因此,看起來普普通通的海帶其實是經過了億萬年的進化,而它也成功的生存到了今天。
海帶比植物更懂“適者生存”
當植物在陸地和昆蟲斗智斗勇時,海帶在深海完成三項逆天進化。第一項是繁殖機制,我們吃的海帶其實是它的孢子體,就好比蘑菇一樣,這是它進行光合作用的場所,而配子體幾乎是隱形的,它躲在石縫里只有0.5毫米,只有在溫度適宜時才在縫隙里完成交配,溫度一旦發生變化,配子體就會進入休眠狀態。
第二項是碘富集能力,1克海帶等于3.5噸海水的碘濃度,秘訣在于表皮細胞布滿“碘泵”,吸碘速度比植物快200倍,這是也是海帶補碘的秘密,而它的這種進化其實是為了中和深海硫化氫毒素演化出來的。
第三是海洋基石。在海洋中,海帶可以說是基石物種,這是因為它不僅僅是許多海洋生物(海膽、對蝦等等)的食物,它本身分泌的褐藻膠還是牡蠣幼蟲的“嬰兒床”,幫助牡蠣更好的生長發育,因此海帶密集的地方通常牡蠣就比較富集,而植物黏液只會招蟲。
結語:
其實,我們對地球生命的認知還處于初級階段,有許多未發現的生物,也有許多新生和滅絕的生物。對于海帶來說,它是什么樣的生物其實并不重要,重要的是人類的祖先竟然發現了它能吃,這確實是個了不起的發現。
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