阳光猎手顺水鱼财经

文_Debora MacKenzie , Michael Le Page 译_胡雯雯

哈佛药学院的学生Christina Agapakis正在做一项实验，看看能否将能光合作用的真菌移植入斑马鱼的受精卵里，让出生的小斑马鱼靠光合作用吸取养分。结果，长出的小鱼还是基本靠食物存活，但它们和真菌都活着，这对于科学家们是个激励人的好消息：也许我们有天能造出靠阳光成长的“太阳能鱼”，为世界食物储备提供一条新路。

这不是异想天开，实际上，世界上有些动物已经能靠光合作用来提供能量了。除了广为人知的珊瑚外，不少海绵、海葵、水螅等都有这种能力，它们有些甚至已在人类的菜单上存在几万年了。

动物获取光合作用的方法有很多。加拿大戴尔豪斯大学的研究者发现，雌性斑点真螈能将藻类细胞通过输卵管传到卵子中。因此，这些藻类不但在卵子外层寄居，甚至能直接住进发育中的小真螈细胞内。在这些细胞里，消耗能量的线粒体会簇拥着藻类细胞，将它们产生的糖分和氧气通通吞下。

既然与光合藻类共生有这样的好处，为什么只有少数动物有这种能力呢？一些研究者认为，这并不是它们不能够，而是不愿意。

首先，要进行光合作用就必须经常接触光；然后要有足够透明度的身体让光线可以通过；另外，它得有足够大的表皮面积来接受光线，像水螅和珊瑚那样的枝状体形是最完美的，或者像片叶子一样扁平也行，比如绿叶海蛞蝓。

而这一条就已经被很多动物否定了。对被捕猎者来说，长时间暴露在阳光下是非常危险的。不过，有些海蛞蝓只需要一点光线就能存活。另一些海绵拥有光纤般的骨骼，同样可以传导光线到体内。

进行光合作用的第二个条件是体内有转化光能的机体。植物靠的是与生俱来的叶绿体，这是动物身上没有的，它们只能另外想办法获取。有些海蛞蝓能通过吃藻类来获取叶绿素，同时将它们储存在自己细胞内。不过，叶绿体如何抵御海蛞蝓的消化液呢？这至今仍是一个谜团。当我们吃下蔬菜后，消化道的酶很快会把叶绿体细胞分解，不然我们早就变成“植物人”了。而动物也是同样的道理。因此，这些特殊的动物还具有一种保存并不损害叶绿体细胞器的非凡才能。

另外，叶绿体要长期正常运转，还需要许多基因的辅助，而这些基因在被吞下肚时就已经跟叶绿体分离了，在动物体内也找不到替代品。因此一些动物需要不断进食藻类，来取代已经失效的叶绿体。但有一种强悍的动物用不着绿叶海蛞蝓，它只要一次吃饱了，就可以在剩下的十个月日子里靠储存的叶绿体维生。

对此，缅因大学的科学家们专门进行了研究。他们发现，让叶绿体长期工作的方法一是，将整个藻类细胞移植到自己身上，包括植物的细胞核和叶绿体等，可提供这种方便的首推Symbiodinium共生藻，它们为珊瑚、水螅、水母等都能提供太阳能。

方法二是获取能够生成叶绿体的基因，自给自足。研究者们通过放射性跟踪剂观察绿叶海蛞蝓后发现，它不仅偷走了藻类的叶绿体，还弄走了至少一种相关的psbO基因，它能对光合作用必需的一种蛋白质进行编码。因此，绿叶海蛞蝓不但不用再补吃藻类，还能将这种生成叶绿体的基因传给自己的后代。只要这些后代吃进了足够的叶绿体，就能开始光合作用了。在自然界中，这种两个不同物种间横向的基因转移是极为罕见的。

但天底下没有免费的午餐，靠光合作用来存活有点像晒日光浴，晒得太多也会坏事儿。首先，长时间的日晒会给动物带来过高的温度，还有一定的紫外线损伤，所以很多光合动物都生活在水里。而且，要同时利用光能和捕食来补充能量，动物就得带着两套家伙，比如某些海葵，它们的长触须用来捕猎，短的触须则用来给寄居的藻类接触阳光。这些都要求动物们在生活方式和形态上作出妥协。比如说，待在光照充足、水质清澈、温度恒定的地方。

而且，对于一些运动量大的动物来说，阳光产生的能量到底能发挥多久作用？光合作用产生的能量有点像“垃圾食品”主要是糖分。但动物还需要蛋白质、维他命和矿物质来维持健康，而这些只能通过进食获得。

另外，许多鱼类已经是靠吃植物和藻类生存的，让它们变成“太阳能鱼”的话，在食物产业的经济效益上似乎并没有多大提高，更别提要说服消费者去放心地吃它们了。不过，随着' 科技的飞速发展，这项工作总会有人继续的，也许某一天，你只要打开灯就可以喂饱自己的宠物鱼了，那不也挺好的？

绿叶海蛞蝓

这种长得像绿叶的海蛞蝓体形娇小，一般只有1到3厘米，属于软体动物腹足纲。当它们混迹于海中的海藻时，几乎没人能分辨出来。其翠绿的色泽主要归功于它们体内大量的叶绿体，这是从它们吃的海藻中偷过来的。这些叶绿体会被储存在它们的内脏细胞和肠道分支上，以此有足够的面积来接触阳光，从而继续为海蛞蝓转化养分。像叶面般展开的“双翼”就是绿叶海蛞蝓的太阳能电池板，背上的血管则充当着叶脉。

绿叶海蛞蝓刚出生时呈半透明的棕色，缀有红色斑点。在成长的过程中它会不断进食藻类，同时绿色渐渐加深。其他海蛞蝓吸取的叶绿体只能工作几天或几周，而成年绿叶海蛞蝓一旦吃饱了，就能在剩下的十个月生命中不再进食，逍遥自在地靠吃阳光饱。但是，如果不能见到阳光的话，它们只能无奈地枯萎、变黄，最后死亡。

Acoel flatworms这堆白色珊瑚上覆盖的一片片棕黄色东西，叫做阿克尔扁形虫。它们落叶般的色泽来自于其细胞内含有的共生水藻。这种体内水藻一边进行光合作用，一边为自己和宿主提供能量。这类能进行光合作用的扁形虫还有很多，比如亮绿色的Symsagittifera roscoffensis扁形虫，在英法两国的海滩上，经常能见到它们成片成片地躺在沙滩上，看上去就像是海藻。

另外，还有一种锈褐色扁形虫Convolutriloba retrogemma，它们经常被当成水族馆里的观赏动物。

斑点真螈

Spotted salamander

科学家们很久以前就知道，藻类可以附着在某些两栖动物卵的果冻状外层上，两者共同生存。藻类专门吃卵胚胎的废弃物，同时又为卵胚胎提供氧气。

如今他们有了更进一步的发现：在发育完全的斑点蝾螈胚胎体内，可以直接生存一种单细胞藻类。这种奇特的藻类学名为Oophila amblystomatis，它通过光合作用，为房东提供着食物和能量。而这也是世界上首例脊椎动物细胞和藻类共生的实例。

倒立水母

Upside-down jellyfish

倒立水母也叫车轮水母，属于一种叫做“仙后”的海洋群体。之所以会得这个名字，是因为它总喜欢底朝天地躺在浅海滩或红树林的沼泽上。它们通常分布于西' howImage('stock','1_601099',this,event,'1770') 太平洋(' 601099,' 股吧)海域。在太平洋科罗岛著名的水母湖，每到中午时分，就能见到水面上浮起密密麻麻的倒立水母，一闪一闪地泛着金光，耀眼而壮观，那是它们正在畅快淋漓地进行日光浴。

倒立水母呈圆盘状，伞部直径可以达到一个盘子那么大。它的水母翼上有车轮状的图案，口脕上有8只触手，像蕾丝花边一样散开。它的体内寄居着一种单细胞虫黄藻。只要触手翻过来对着太阳，这些藻类便能顺利地进行光合作用，同时为水母提供养分。当它们要移动时，又会恢复触手向下的姿势。但它们通常很懒，会大半天一动不动。

绿色水螅

Green hydras

绿色水螅在江河湖泊中是很常见的，它们身上的绿色来源于身上寄生的一种单细胞绿藻。

这种叫Chlorella的小球藻离开了自己的宿主就无法生存，因此它跟绿色水螅可谓同生共死。当水螅的细胞生长时，寄居的小球藻细胞会同时进行分裂。当水螅有性繁殖，而不是通常的出芽式无性繁殖时，这种藻类的细胞甚至会通过它的卵子一同被传递给下一代。

帆水母

By-the-wind sailor

帆水母是水母的亲戚，属于水螅虫纲管水母目。这是一种富有探险精神的动物，它们长着一张充气的帆状浮囊，经常借着海风在海面上到处漂浮，有时甚至能组成宽达100公里的群落。如果它们被热带地区的暴风雨冲到海滩上，你一次可能会捡到上百万只。

在漂游的同时，帆水母会垂下长着刺细胞的触手捕食身边的海洋小动物。而每一只帆水母也是一片小小的殖民地，上面寄居着许多斯克里普藻共生体，为它提供养分。

沟迎风海葵

Snakelocks anemone

沟迎风海葵属于腔肠动物门珊瑚虫纲，它们种类繁多，触须中住着共生藻，会随着光线变化和共生藻的不同而改变颜色。它们分布在' howImage('stock','1_600558',this,event,'1770') 大西洋(' 600558,' 股吧)东海岸，从地中海一直到英国都能见到。它们特别喜欢住在长满海胆和藻类的岩缝中。许多沟迎风海葵依靠一种叫Symbiodinium的共生藻获取太阳能，而有些海葵身上能同时容纳Symbiodinium和虫绿藻两种。

巨人蚌

Giant clam

巨人蚌是蚌类家族里体形最大的，长度可达1米，重250公斤，生长速度也是蚌里的佼佼者。它们有很多成员，图上这种叫做Tridacna maxima砗磲，通常分布于印度-西太平洋热带海洋。它们的能量更多来源于光合作用而不是过滤捕食。在白天，巨人蚌总是把波浪形的厚壳大大张开，伸展出自己的套膜，以便尽可能多地吸收阳光。这些套膜有蓝、粉红、翠绿、棕红等鲜艳色彩和各种花纹，因为上面布满了住着共生藻的细管。这些细管其实是巨人蚌内脏系统的延伸部分，只有住着共生藻时它们才会长出来。

巨桶海绵

Giant barrel sponge

在加勒比海潜过水的人应该会对巨桶海绵感到很亲切，它们是那里的常住居民。它们学名为Xestopongia muta，看起来就像海里长的一棵棵大树，树干粗的能容下一名潜水员。巨桶海绵细胞内寄居着许多蓝绿藻原核生物。一旦海绵失去了这些共生藻，就会像珊瑚一般漂白脱色，这对于一些海绵来说是周期性的事。其实，巨桶海绵里还住着许多其他共生体，包括不会光合作用的真菌和细菌。一些海绵长着硅质骨骼，它的作用就像光纤一样，可以将阳光导入体内的深层细胞中。

狮子鱼

Lionfish

狮子鱼属于鲉形目圆鳍鱼科，它们的体形和生活方式简直就是专为光合作用打造的。这种鱼的胸鳍和背鳍长着长长的鳍条和刺棘，在阳光下绚丽斑斓，像是京剧演员背后威风凛凛的护旗，这能让它们的鱼鳍最大限度地接触阳光。它们总是在白天活动，晚上则静静地悬在水中或是缓慢游动，一边用鳍条来围捕猎物。

这种鱼也叫蓑鲉，通常分布于印度洋及太平洋珊瑚礁海域。如果你想伸手逗弄一下它，最好打消这愚蠢的念头。这蛇蝎美人的鳍条上布满了毒腺和毒针，连薄点的手套都能刺破。不小心被它亲吻了的话，神经毒素会引起剧烈的疼痛、肿胀，甚至是抽搐和死亡。