神奇的“光合動物”它們和植物一樣也能進行光合作嗎？

地球上的生命依賴於太陽的能量，而光合作用是獲取這種能量的唯一重要的生物學途徑。光合作用是指植物、藻類和一些細菌在光照下利用葉綠素將水和二氧化碳轉化為有機物。世界上有“光合動物”嗎？人們在未來能否依靠無需進食的“光合動物”來緩解糧食短缺危機？

水生“光合動物”

這個想法聽起來很荒謬，但大自然並不認為這是不可能的，因為它為我們提供了一些有趣的“模型”——依靠陽光生存的光合動物。這些動物利用光合作用獲取“食物”，包括常見的熱帶珊瑚、海綿、海葵、海鞘、和一些雙殼類動物，它們都可以部分地從太陽獲得能量。事實上，“光合動物”為人類提供食物已經有很長一段時間了，比如在人類餐桌上生存了至少10萬年的巨型蛤蜊。

AD：韓國幸福持久口溶片 isentrips.com

光合動物看起來和行為像植物嗎？事實並非如此。許多“光合動物”可以自由活動，如“光合”扁蟲，其體長可以超過15毫米，在許多地方都很豐富，

如倒立水母和海蛞蝓，它們也依靠陽光獲取能量。

在這份名單上沒有脊椎動物，但情況正在改變。科學家早就發現一些兩棲動物的卵在黏稠物質上生長一些藻類。這些藻類以兩棲胚胎的排泄物為食，並為這些胚胎提供氧氣。藻類和胚胎在這裡相互受益，形成了完美的“雙贏”局面。現在發現了一種新的蠑螈。雌性斑點蠑螈在輸卵管中儲存藻類細胞，有些細胞仍然附著在卵細胞上。更重要的是，這些藻類不僅在卵外生長，而且還進入蠑螈正在發育的胚胎細胞。消耗能量的線粒體簇圍繞著這些藻類細胞。它們貪婪地吸收藻類細胞上的糖和氧。

科學家還沒有證實蠑螈胚胎是從藻類中獲取食物的，看來成年蠑螈不大可能從藻類中“謀生”。它們整天呆在苔蘚和石頭下面，皮膚很黑，不容易被陽光穿透。然而，這一現象畢竟表明“光合”過程發生在脊椎動物身上，儘管它可能只佔整個生命週期的一小部分。
動物們的光合“策略”

由此看來，似乎動物不知道光合作用，但它們為什麼不像植物那樣喜歡這種生活方式呢？有科學家說，這是因為對大多數動物來說，“光合作用”並不是一項劃算的“生意”，付出超出了所得，而進化論也不會承認這種吃力不討好的事情。但是有些科學家有不同的觀點。
可以肯定的是，一些“光合動物”已經適應了待在陽光下的生活方式，其中一些動物，

如水螅和水母，甚至進化出半透明的身體來接受陽光；另一些動物，如海葵和珊瑚，進化出類似植物的樹枝狀結構；

扁蟲和一些海蛞蝓也有扁平的，葉子狀的形狀。所有這些都是為了儘可能多地接收陽光並從中獲取能量。但動物的光合作用面臨許多障礙。例如，即使成年斑點真蠑螈可以通過光合作用從陽光中獲得一些能量，它們所帶來的風險也不容忽視。風險在於它們必須在白天暴露在陽光下，這是一種在生存競爭中不會有回報的行為，因此進化不會讓它走得更遠。

儘管如此，動物的光合作用仍然有限。眼斑多葉鰓海天牛整天把身子埋在沙中。它們的光合細胞在皮膚下。它們的身體不是分枝或扁平的，但它們仍然受益於光合作用。有些海綿擁有矽質骨骼，其作用很像光纖電纜，將陽光傳輸到海綿內的細胞。
也許最不可思議的光合作用形式是在巨大的蛤蜊中發現的，儘管蛤蜊的殼很厚，體表相對較小，但光靠陽光就可以存活10個月。科學家認為，巨型貽貝的這種能力表明，它們從一開始就知道如何從光合作用中獲益，否則它們將難以發展這種能力。
事實上，在一些雙殼類、貝類和蛞蝓的體內發現了一些藻類。它們依靠能穿透貝殼的低強度陽光生存，而它們的“主人”則依靠這些藻類獲得一些食物。

獲取葉綠體

光合作用是一種將光轉化為能量的機制。在植物中，這種機制來自葉綠體，葉綠體是藍藻的產物，是25億年前植物祖先吸收藍藻的結果。
對於植物來說，當藍藻轉化為葉綠體時，藍藻的大部分基因也進入植物基因組，包括維持葉綠體正常工作所需的一些基因。然而，動物的祖先沒有葉綠體，動物必須自己設法獲得葉綠體。”光合“海蛞蝓通過吞食藻類獲得葉綠體。這些葉綠體進入它們的內臟細胞，這些內臟像樹枝一樣延伸到身體的各個部位。
因此，海蛞蝓有很大的表面積來接收陽光，這為捕捉陽光提供了便利。但是海蛞蝓沒有保持葉綠體正常工作所需的基因，所以它們必須經常、每隔幾天或每隔幾週改變一次葉綠體。奇怪的是，綠葉海蛞蝓是個例外。成年綠葉海蛞蝓通過食用一種特殊的藻類獲得葉綠體，這種藻類一次能維持10個月。科學家推測綠葉蛞蝓可能獲得了一些控制葉綠體正常運轉所需的基因，但這一觀點尚未得到證實。

會出現“光合魚”嗎？

對動物來說，光合生活方式就像在海灘上曬日光浴。如果做得不對，會被太陽傷害。太陽紫外線對動物來說是個大問題，特別是對陸生動物。如果它們整天呆在陽光下，就容易受到紫外線的傷害，這也是“光合動物”是水生動物的主要原因。動物的另一個問題是，要維持和維持“光合作用”的機制，就必須妥協自己的身體結構，這樣才能同時擁有兩套“工具”，既能“光合作用”，又能進食。例如，“光合”海葵有兩種觸鬚，長的和短的，用於夜間捕獵，而含有藻類的短觸鬚則用於捕捉陽光。

對於絕大多數動物來說，這種身體上的變化是非常困難的，甚至更為困難的，即使有了這種變化並不意味著一切都會好起來，很多動物仍然需要改變自己的生活方式和生理結構，在這種變化的過程中，動物的生存能力會降低，生存的可能性會降低。
看來，“光合魚”的培育並不像想像的那麼簡單，因為首先，魚必須完全暴露在陽光下，它們需要有透明的皮膚和鱗片，這樣陽光才能照射到體內的細胞中，魚也必須能夠抵禦紫外線。即便如此，它們也只能生活在熱帶地區，那裡有充足的陽光、清澈的海水和穩定的溫度。更重要的是，大多數“光合動物”只能從光合作用過程中獲得一些快速生長的碳水化合物，而蛋白質、維生素和礦物質必須來自於飲食，因此科學家認為，即使“光合魚”真的能成為現實，但對改善人類飲食意義不大。

然而，這樣的觀點只關注當前的技術。如果人類基因科學在未來取得了巨大的進步，肯定會有一些事情發生。也許有一天我們會有一條美妙的“光合魚”。到那時，你只需要把燈打開就能喂飽你的寵物魚了。