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盗食基因的海生物

2015-05-14倚蓝桥

知识窗 2015年11期
关键词:叶绿体皮尔斯藻类

倚蓝桥

在人们的印象中,基因是不能通过食用的方式被吸收重组的。可是,最新的科学研究发现,海底有一种生物,能够通过摄食来“盗取”藻类的基因,从而像植物一样进行光合作用,从阳光中获得能量。

这种海生物叫吸液海蛞蝓,它是一种腹足类软体动物,通常生活在美国东海岸的浅水池和盐沼之中。幼年时期,吸液海蛞蝓体色呈红褐色。成年后,当它们无法觅得足够的食物时,便会大量地吸食海藻,把海藻内的叶绿体和能够生成叶绿素的基因植入自己的消化系统的细胞中,并最终把这种基因与自己的染色体结合起来,以便像植物一样进行光合作用,制造碳水化合物来维持生命。由于它们的叶绿素基因是通过进食的方式掠夺得来的,所以科学家也把这种行为叫做“有孔虫门生物的盗食质体”。

叶绿体是一种微小的细胞器,能采集太阳光线,把水和二氧化碳变成碳水化合物,从而使生命体获得存活的能量。然而,这种细胞器通常只存在于植物中,在动物体内难以维持活性。可是,奇怪的是,吸液海蛞蝓竟能让叶绿体在自己体内活跃数月之久,并接连不断地制造碳水化合物,以维持生命。

为了弄清这一现象的原因,美国南佛罗里达大学的生物学家西德尼·皮尔斯教授向实验用的海蛞蝓投入了放射性示踪剂,发现它们可以通过自身的力量生成叶绿素,并维持叶绿体的活性。

这不是植物才有的功能吗?于是,皮尔斯教授又提取海蛞蝓的DNA进行分析,发现它们很快能把藻类的基因与自己的染色体结合在一起了。这种基因不仅能够生成叶绿素,还能修复叶绿体并维持其功能。皮尔斯教授惊喜地表示:“藻类基因本不应该在动物细胞内发生作用,但在吸液海蛞蝓身上,它们确实在工作。”

只需要进食,就能把对方的基因占为己有,这种功能目前放眼全球也是绝无仅有的。科学家认为,吸液海蛞蝓的这种本领,可能是随着环境的变化而出现的一种进化。因为食物来源出现了问题,它们只有通过盗食叶绿体和叶绿素基因,自行进行光合作用,才能维持生命。

这种自然基因转移机制对新一代医学研究具有非常宝贵的价值,医学家们或许能参照此法从其他生物体内获取基因,用于治疗一些人类疾病。

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