一种能进行光合作用的动物，同样拥用叶绿体学术资讯

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如果要评选世界奇葩生物，海蛞蝓绝对榜上有名。这类软体动物是雌雄同体，不仅“能攻能受”，还可以群体交配。它们也是偷窃大师，有的能用食物中的色素给皮肤换色，有的还会存储猎物的细胞。

外表软萌可爱的海蛞蝓，下一秒就要互相爆头？图片：seaslugforum.net

它们当中，还有号称动物界终极“死宅”的绿叶海天牛（Elysia chlorotica）。这种海蛞蝓只有不到5厘米长，却能在长达9个月甚至更长的时间里不吃东西，只依靠皮肤里的叶绿体进行光合作用来维持生命。

能光合作用的绿叶海天牛。图片：Karen N. Pelletreau et al. / PLoS One（2014）

“偷来”的叶绿体

等一下，动物哪里来的叶绿体？而且这些叶绿体居然还有用？其实答案很简单，叶绿体是它们在啃食藻类时“偷”来的。一般来说，叶绿体被动物吞食后，会被动物的肠胃破坏掉，或者遭到免疫系统的攻击。但绿叶海天牛不仅能利用叶绿体进行光合作用，而且还不会受到它们的伤害——大部分动物不能承受叶绿体光合作用产生的游离氧。
其实，除了绿叶海天牛，还有其他一些种类的海蛞蝓能够夺取藻类的叶绿体，用其捕获某些射线等。不过它们需要不断地更新叶绿体，这是因为叶绿体的正常工作要消耗各种蛋白质，而生产这些蛋白质的相关基因只存在于藻类的核基因中，被“偷走”的叶绿体是无法自产自足的。

虽然叶绿体内部也有DNA，但生产的蛋白质并不能自给自足。图片：Kelvinsong / wikipedia换句话说，要维持叶绿体的话，动物必须利用藻类基因或者藻类基因表达的产物，但绿叶海天牛似乎不用担心这一点。有研究表明，它们通过进食，能将藻类的基因转移至自身的基因组。这是一种惊人的生化本领，我们或许可以利用类似的方法来操控人类或其他动物的基因。不过也有研究者对此提出质疑，他们发现，绿叶海天牛的卵和幼虫体内就已经存在藻类基因，这意味着这些基因可能是与生俱来的。

一大片翠绿的"菜叶子"。图片：crybytes.com

前景与阻碍

叶绿体的维持机制也许不仅仅和藻类基因有关。最近发表于《分子生物学和演化》的研究发现，绿叶海天牛自身的免疫系统也在这个过程中起到了关键的作用。当绿叶海天牛获得叶绿体时，一些基因表达产物会抑制它的免疫系统，同时，氧化应激机制相关基因的活性也增加了。研究者还指出，珊瑚及其共生光合藻类之间也有同样的互动机制。
能够维持叶绿体，还不会受到外源基因的损害，绿叶海天牛的这种能力具有广泛的研究前景，进一步的研究有望应用于免疫学和基因治疗等领域。然而，研究面临的阻碍也很多，比如绿叶海天牛会分泌大量黏液，增加DNA和分子分析的复杂程度。此外，为数不多的研究者中的大部分都已退休，还有人换了别的研究方向（摊手）。

实验室水箱里的绿叶海天牛。图片：Elizabeth Summer / seaslugforum.net另外，如何获得更多绿叶海天牛也是个问题。目前，科学家们只在美国东海岸和加拿大的新斯科舍省发现了绿叶海天牛。尽管不同的研究团队尝试了很多次，但仍然难以收集到野外物种。在实验室里培育它们也相当困难。成年的绿叶海天牛需要仔细照顾和喂养，它们通常都活不过一年。虽然从卵孵化的幼虫会自由游动，啃食不同的藻类，但是当它们发育为成虫时，就只独爱滨海无隔藻（Vaucheria litorea），两者在此时会形成一种共生关系。问题在于滨海无隔藻长得太慢了，也很难培养，藻类的生长速度常常赶不上绿叶海天牛的进食速度。

绿叶海天牛和滨海无隔藻。图片：winnipegfreepress.com不过也有好消息，已经有部分科学家在实验室培育出了很多代绿叶海天牛。但是要进一步开展研究的话，它们的稀缺性仍然是一大问题，人们急需找到培养大量绿叶海天牛的方法。

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