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“吃”陽光的動物

2018-11-15 09:31
關(guān)鍵詞:斑點水母珊瑚

在神奇的自然界中,植物通過光合作用制造自身所需的營養(yǎng)物質(zhì),維持生長,但光合作用不是植物們的專利,一些動物“吃貨”也能像它們那樣靠“吞食陽光”填飽肚子,只是吃法有所不同。

當(dāng)其他動物努力尋找食物時,這些動物“吃貨”會選擇去曬太陽!

互利共生是動植物合作的一種形式。在這類共生關(guān)系中,植物居住在動物體內(nèi),但仍然保持其細(xì)胞的獨立性和完整性,植物將動物的代謝產(chǎn)物作為光合作用的原料,而動物從植物那里獲得氧氣和營養(yǎng)物質(zhì),也就是說,動物借助植物來“吃”陽光,從而獲得能量。海綿和珊瑚就是這樣的動物,它們的共生在神奇的自然界中,植物通過光合作用制造自身所需的營養(yǎng)物質(zhì),維持生長,但光合作用不是植物們的專利,一些動物“吃貨”也能像它們那樣靠“吞食陽光”填飽肚子,只是吃法有所不同。

當(dāng)其他動物努力尋找食物時,這些動物“吃貨”會選擇去曬太陽!伙伴分別是綠藻和蟲黃藻。

海綿是一類原始的多細(xì)胞動物,它們固著在巖石、貝殼或珊瑚上生活,當(dāng)水從其體表的小孔流入時,食物顆粒留下,消化后的殘渣隨水流經(jīng)中央腔頂端的出口排出,所以它們又叫多孔動物。它們只有皮層和胃層兩層細(xì)胞,中間是中膠層,其中分布著變形細(xì)胞、骨針和海綿絲。

綠藻生活在海綿的中膠層內(nèi),吸收海綿的代謝產(chǎn)物如二氧化碳,為海綿提供氧氣,而海綿則是綠藻的“庇護所”。海綿和綠藻發(fā)生共生關(guān)系通常是在食物較為匱乏的水域,某些海綿能從綠藻那里獲得總能量供給的48%至80%??傊?,海綿和綠藻結(jié)合后就“過上了幸福的生活”。

珊瑚是刺胞動物中的一個類群,也只有皮層和胃層兩層細(xì)胞,中間是中膠層。它們的身體呈筒狀,下端固定,另一端是有觸手的口。

一提到珊瑚,人們就會想到珊瑚礁。珊瑚礁的形成得益于造礁珊瑚不斷生成鈣質(zhì)骨骼,而蟲黃藻這種光合囊泡藻對造礁珊瑚來說意義非同尋常。它們身體呈褐色,形如小球,直徑為6微米至8微米,生活在珊瑚的內(nèi)層。蟲黃藻不僅給珊瑚提供氧氣和能量,還幫助珊瑚生成鈣質(zhì)骨骼。

當(dāng)水溫、鹽度適宜且光照良好時,蟲黃藻就賣力干活,吸收珊瑚的代謝廢物。當(dāng)生活環(huán)境變得惡劣時,蟲黃藻就要靠珊瑚來養(yǎng)活,巨大的生存壓力迫使珊瑚把蟲黃藻掃地出門。當(dāng)大量蟲黃藻被清理出去后,珊瑚就會露出白色的鈣質(zhì)骨骼,這就是珊瑚白化。

沒有了蟲黃藻,珊瑚的存活機會變大,渡過難關(guān)后,它們又可以與蟲黃藻共生。如果艱難的生活條件一直持續(xù)下去,珊瑚“吃”不到陽光,最終會死亡。

溝迎風(fēng)??N類繁多,色澤多變,大多介于綠色和藍色之間,觸手呈紫色,生活在大西洋東部,從地中海向北延伸到英國附近海域。

一般來說,溝迎風(fēng)??煞譃閮蓚€品種:一種觸手?jǐn)?shù)目為70~192條,棲息在水深5米以上的水域,尤其喜歡住在長滿海膽與藻類的巖縫中;另一種有384條觸手,常棲息在30米深的水域。它們的觸手中有寄生藻類,因此它們能夠通過“吃”陽光來獲取能量。

有趣的是,溝迎風(fēng)海葵的體色會隨著光線變化和寄生藻的多少而改變。

其他的海葵也能進行光合作用,它們體內(nèi)有不同的寄生藻類。例如,一種極具攻擊性的華麗??w內(nèi)有一種名為蟲綠藻的藻類,這種藻類并非常見的共生藻。

巨蛤又稱巨蚌,屬于簾蛤目馬珂蛤科軟體動物,身長可達1.2米,體重超過227千克,野外環(huán)境下壽命可達100年,是地球上體型最大的雙殼動物。

巨蛤棲息于南太平洋和印度洋的珊瑚礁,成年巨蛤會永久地將身體依附在沙地或珊瑚礁表面。它們的能量主要來自于太陽,其次是過濾進食而得到的養(yǎng)料。

白天,巨蛤會張開外殼,伸展內(nèi)膜組織,使其盡可能地沐浴在陽光下。它們的內(nèi)膜組織中包含共生藻類的觸管,這種觸管實際上是巨蛤消化系統(tǒng)的延伸。

巨蛤不是唯一可以進行光合作用的貝類,其他種類的雙殼動物也是海藻共生體。

生活在加拿大東南部和美國東部的斑點鈍口螈是蠑螈的一種,和青蛙一樣是兩棲動物,但體形與蜥蜴相似,并長有尾巴。

斑點鈍口螈看起來呆萌呆萌的,成年個體長度為15~25厘米,個頭不算大,頗有肉感。人家很時尚哦,穿著一身波點裝。

不要認(rèn)為斑點鈍口螈這萌貨好欺負(fù),它的皮膚上尤其是背部和尾部有毒腺。當(dāng)它感受到自己受到威脅時,這些毒腺就會釋放白色毒液。

斑點鈍口螈喜歡生活在河流沿岸的落葉林低洼地帶,靠皮膚吸收水分。如果氣候非常濕潤且食物充足,它會爬到混交林和針葉林所在的山地上。春天降水多的時候,低洼地帶會形成小池塘,斑點鈍口螈就喜歡把卵產(chǎn)在這樣的小池塘里,道理很簡單,長年蓄水的池塘里有魚。直接把寶寶送入魚口,斑點鈍口螈媽媽才不會那么傻。

一直以來,科學(xué)家以為斑點鈍口螈和綠藻是簡單的共生關(guān)系,也就是說,兩者只是平等地相互交換產(chǎn)物而已:綠藻進行光合作用,呼出氧氣,然后氧氣被斑點鈍口螈利用。然而事實證明,科學(xué)家的這些研究不夠深入、細(xì)致。

2011年,加拿大的研究人員發(fā)現(xiàn),兩者有著令人驚嘆的共生關(guān)系:綠藻已經(jīng)進入了斑點鈍口螈體內(nèi)。也就是說,神奇的斑點鈍口螈具有其他動物所羨慕的強大功能:它不需要吃東西了!當(dāng)它感到饑餓時,趕快找一個有光線的地方并爬到那里,然后體內(nèi)的藻類細(xì)胞就會馬上吸收光能,接著光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。這樣只需要一會兒,斑點鈍口螈就可以“飽餐”一頓!

車輪水母又叫倒立水母,它與其他水母不同,總喜歡圓盤在下,觸手向上,倒著游。在太平洋科羅島著名的水母湖,每到中午時分,車輪水母就會浮到水面上,密密麻麻的,一閃一閃地泛著金光,耀眼而壯觀,那是它們在暢快淋漓地進行日光浴。

車輪水母的水母翼上有車輪狀的圖案,口腕上有8只觸手,它們像蕾絲花邊呈散開狀,體內(nèi)寄居著蟲黃藻。令人嘖嘖稱奇的是,車輪水母體內(nèi)的蟲黃藻能通過母親傳遞給子女,讓下一代天生就具有進行光合作用的能力,這種特性跟植物一樣。

餓的時候,車輪水母會到有光的地方,把觸手對著太陽,它體內(nèi)的那些單細(xì)胞蟲黃藻便能順利地進行光合作用,一會兒就“飽”了。當(dāng)要移動時,它會把觸手朝下。車輪水母通常很懶,整個白天都會在陽光普照的淺水中沐浴,大半天一動不動,或者慵懶地、慢慢地漂動。它們不動的時候就是在吸收太陽能補充能量。有時為了獲取更多陽光,它們會聚集在淺灘上,卻在退潮時來不及回到深水中而被曬成“海蜇干”。

除了會進行光合作用獲取能量,車輪水母和其他水母一樣會用觸手上的刺絲胞捕食浮游動物。因為觸手上的刺絲胞有微弱毒性,所以我們千萬不要觸碰它。

綠葉海蛞蝓是一種軟體動物,雌雄同體,生活在加拿大到佛羅里達的沿海海域。它體型嬌小,成年個體體長1~3厘米,沒有貝殼,看上去活像一片葉子,翡翠般鮮綠,與藏身處的海藻打成一片。它的這種美麗色澤在動物界并不多見,這要歸功于它體內(nèi)大量的葉綠體——那些通常只有植物才擁有的充滿葉綠素的“光合作用工廠”。

剛出生的綠葉海蛞蝓呈棕色,半透明,身上綴有紅色斑點。在成長的過程中,它貪食藻類,身體的顏色逐漸變?yōu)闈饩G,并保持終生。與此同時,一種更為奇特的現(xiàn)象出現(xiàn)了:飽餐一頓后,它可以接連幾個禮拜甚至幾個月不進食!原來,綠葉海蛞蝓不但把攝入的綠藻中的葉綠體貯存起來,還對其加以利用,使之成為持久的食物來源。它這可不是在為應(yīng)付食物匱乏期而儲備口糧。葉綠體即便在綠葉海蛞蝓體內(nèi)也能進行光合作用,綠葉海蛞蝓正是利用了這點,所以它只要曬曬太陽就飽了。

葉綠體是一種非常脆弱的細(xì)胞器。當(dāng)人吞下蔬菜后,體內(nèi)消化道的酶會把蔬菜的細(xì)胞分解,使葉綠體無法以任何形式存留,所以我們可以無所顧忌地吃蔬菜沙拉或海帶等,不必?fù)?dān)心自己會進行光合作用。藻類中的葉綠體為什么不會被綠葉海蛞蝓的消化液消化呢?科學(xué)家始終困惑不解,直到今天這仍然是一個謎團。

但可以肯定的是,綠葉海蛞蝓具有一種不損害葉綠體這種細(xì)胞器的非凡能力。在消化吸收過程中存活下來的葉綠體不斷在綠葉海蛞蝓的腸道內(nèi)累積并四處移動,直至到它的表皮下。這些葉綠體采集陽光生成碳水化合物,綠葉海蛞蝓吸收這些物質(zhì),就再也不用四處覓食啦。它只需留意體內(nèi)微型“光合作用工廠”的生產(chǎn)情況,為它們提供充足的陽光即可。

綠葉海蛞蝓的身體也適應(yīng)了這種轉(zhuǎn)變。兩片形如翅膀的偽足將身體拉寬。當(dāng)偽足折起來時,它看上去像一只綠色的鼻涕蟲,體態(tài)修長,頂端兩只觸角;而當(dāng)“兩翼”像太陽能電池板一樣展開時,它的身體便與一片綠葉無異,背上的血管就是它的“葉脈”。

由于自己有能力制造有機物,所以綠葉海蛞蝓在光照下即使長時間不吃不喝也毫發(fā)無損。但是,如果見不到陽光的話,它只能無奈地變黃,最后死亡。

蚜蟲是一種非常奇特的動物,它們能夠一出生就懷孕,且雄性蚜蟲有時候沒有嘴巴。

更令人驚奇的是,它們不依靠植物也能進行光合作用,是“吃”陽光的高手。

蚜蟲可以自己合成類胡蘿卜素,類胡蘿卜素是一種色素,通常只存在于植物、真菌或微生物體內(nèi)。類胡蘿卜素在動物體內(nèi)有幫助調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)等功能,同時會像葉綠素那樣進行光合作用,產(chǎn)生三磷酸腺苷——ATP,ATP是一種能夠提供生化反應(yīng)能量的細(xì)胞能量物質(zhì)。

有趣的是,蚜蟲體內(nèi)類胡蘿卜素含量的多少決定了它們體色的深淺,所以生存環(huán)境不同,蚜蟲會呈現(xiàn)不同的顏色。最適宜的環(huán)境下,蚜蟲會產(chǎn)生中等量的類胡蘿卜素而呈現(xiàn)橙色;寒冷環(huán)境下,蚜蟲會產(chǎn)生大量的類胡蘿卜素而呈現(xiàn)綠色;在種群數(shù)量多而資源有限的情況下,蚜蟲會呈現(xiàn)白色。

在有光情況下,不同體色的蚜蟲產(chǎn)生的ATP數(shù)量不一樣,綠色蚜蟲產(chǎn)生的ATP比白色蚜蟲多很多,因為白色蚜蟲體內(nèi)幾乎沒有類胡蘿卜素這種色素。另外,研究人員發(fā)現(xiàn),橙色蚜蟲體內(nèi)生成的ATP在有光環(huán)境下會增多,而在黑暗環(huán)境下會降低。他們碾碎橙色蚜蟲并提取出它們體內(nèi)的類胡蘿卜素,證明這些提取物確實可以吸收陽光并從中獲取能量。

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