科学家首次发现脊椎动物细胞也能进行光合作用！

                   科学家首次发现脊椎动物细胞也能进行光合作用！

百欧博伟生物：据英国《自然》杂志网站近日报道，加拿大科学家在蝾螈的细胞内观察到一种能进行光合作用的藻类，首次发现脊椎动物细胞也能进行光合作用。新发现有助于研究脊椎动物细胞的自体识别能力是怎样形成的。

斑点钝口螈属穴居动物，一生的大部分时间都是在地下度过，只有在繁殖期才会增加在地面的活动时间，当繁殖期过后再次隐藏到地下，它们产下的卵则在水中孵化，为了给胚胎提供氧气，这种蝾螈进化出了在胚胎期可以光合作用的能力。

很久以来，科学家一直以为只有植物、藻类、细菌和一些无脊椎动物才能进行光合作用，直接把光线转化成能量。直到他们开始深入研究一个叫做斑点钝口螈的蝾螈，才发现脊椎动物也有这种能力。

科学家首次发现能进行光合作用的脊椎动物斑点钝口螈，这个可爱的脊椎动物，背上长有毒腺，这并不稀奇，但它是目前为止唯一被发现能利用太阳能制造食物的脊椎动物。很久以前人们就知道，一些两栖动物产下的蛋外面有一层果冻般的包裹体，其中生长着藻类。这是一种和谐的共生关系：藻类消耗蛋产生的废弃物，并为其提供氧气。

在7月28日于乌拉圭埃斯特角城召开的第九届国际脊椎动物形态学大会上，柯内作报告时却指出，这些藻类遍布于蝾螈体细胞及胚胎细胞内部，直接在细胞内进行光合作用，生成氧气和碳水化合物。这样密切的共生关系，此前只在一些无脊椎动物如珊瑚中被发现存在，而从未在脊椎动物中发现过。

柯内最开始对一个还没孵化的蝾螈胚胎进行长时间荧光照射后，观察到胚胎细胞内含有叶绿素。他接着用透射电子显微镜（TEM）进一步仔细观察后发现，蝾螈细胞内的藻类周围都环绕着一些线粒体，而线粒体正是氧气和葡萄糖结合产生能量的场所。线粒体聚集在藻类细胞周围可能是为了更快捷地利用这些光合作用细胞产生的氧气和碳水化合物。

理论上讲，脊椎动物的细胞含有调节适应性的免疫系统，它会杀死无法识别的异己生物，因此藻类想要固定地共生在蝾螈细胞内部几乎不可能。而研究人员对这一新发现的解释是，要么蝾螈的细胞关闭了自体免疫系统，要么藻类有效避开了这一免疫机制。

柯内还发现，成年雌性斑点蝾螈的输卵管内也有绿藻存在，那里也是胶状胞囊形成的地方。这个发现表明共生藻可能是由母亲通过胶状胞囊传递给下一代的。

美国加州大学伯克利分校的退休教授大卫·维克说，如果藻类真的能进入生殖细胞，脊椎动物细胞会杀死体内异己生物的观点将受到严重挑战，并有助于研究脊椎动物细胞的自体识别能力是怎样形成的。蝾螈已经分化的具有专门功能的细胞还能继续分裂转变成其他细胞，因此具有特有的超强再生能力，从而在进化中形成和其他脊椎动物不同的自体识别能力。

来自加州大学伯克利分校的大卫·威克在听取了科内尔的演讲报告之后说：“我怀疑藻类是否能够进入斑点钝口螈的生殖细胞，这将真正挑战传统的知识体系。” 虽然这是第一次在脊椎动物细胞内发现能进行光合作用的微生物，但这向我们提出了一个开放性的问题——是否其他动物也拥有类似的性状？发育生物学家丹尼尔·巴克霍尔兹说：“我认为只要人们开始认真寻找，我们或许将会发现更多的这种事例......

而现在研究发现，一种名为斑点钝口螈的斑点蝾螈，其胚胎内部的细胞中竟然寄生有一种名为“Oophila amblystomatis”的单细胞藻类。这种藻类似乎可以为寄主细胞提供食物。如果这一发现得到证实，它将成为迄今已知的唯一一个脊椎动物细胞内藻类共生的案例。长久以来，科学家们一直认为只有植物、藻类、一些细菌以及很少的无脊椎动物能通过光合作用直接从阳光中获取能量。现在，据著名的《自然》杂志报道，科学家首次发现了一种能进行光合作用的脊椎动物。这种不可思议的动物实际上是一种非常常见的斑点钝口螈。具有讽刺意味的是，科研工作者对斑点钝口螈并不陌生，而且还知道该动物的胚胎和能进行光合作用的藻类有共生关系。然而，这种共生关系一直被认为是外在的，也就是说藻类和斑点钝口螈分别独立工作，然后平等地相互交换产物。事实证明，科研工作者先前并没有进行足够细致的观察。

在经过使用透射电子显微镜观察之后，他确认了自己的猜想——那是生长在斑点钝口螈细胞内的藻类共生体。实际上，这种藻类共生体经常在线粒体周边被发现，线粒体是负责为细胞产生能量的一种细胞器。因此，看起来线粒体能够直接从藻类获得氧气和碳水化合物，这正是藻类进行光合作用的产物。这个科学发现令人惊奇的原因是，所有已知的脊椎动物都有着完善的免疫系统，它能够摧毁进入细胞内的外来非己生物物质。关于斑点钝口螈细胞内的藻类是如何绕开这种内在的生物防御机制的，仍然是个谜团。更有趣的是，科内尔还发现藻类存在于成年雌性斑点钝口螈的输卵管内，输卵管是胚囊形成的地方。这意味着，很可能共生的藻类是通过生殖过程从母亲传给后代的。

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