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太阳能海蛞蝓为寻找永久的绿色能源带来了希望

2019-11-11 22藻类

根据罗格斯大学-新布伦瑞克分校和其他科学家的一项研究,东北海蛞蝓从藻类中吸取原料,提供其一生所需的太阳能,这一惊人的成就类似于给你的身体添加太阳能电池板。太阳能海蛞蝓为寻找永久的绿色能源带来了希望。

太阳能海蛞蝓为寻找永久的绿色能源带来了希望

这项研究的资深作者、罗格斯-新布伦瑞克大学生物化学和微生物系的杰出教授德Debashish Bhattacharya说:“这是一项了不起的成就,因为动物表现得像植物一样,仅仅依靠光合作用就能生存,这是极不寻常的。”“更广泛的含义是在人工光合作用领域。也就是说,如果我们能弄清楚蛞蝓是如何在没有植物核的情况下保持被偷的、孤立的质体来固定碳的,那么也许我们也可以利用孤立的质体作为制造生物产品或能源的绿色机器来永久利用。现有的模式是,为了制造绿色能源,我们需要植物或藻类来运行光合细胞器,但蛞蝓向我们表明,情况不一定如此。”

在加拿大新斯科舍省和马萨诸塞州玛莎葡萄园岛之间的潮间带,以及佛罗里达州,人们发现了一种可以长到2英寸多长的软体动物——绿腹海蛞蝓。根据发表在《分子生物学与进化》(Molecular Biology and Evolution)杂志网络版上的一项研究,幼年海蛞蝓以无毒的褐藻为食,窃取了数百万块类似微型太阳能电池板的藻类质体,并将它们储存在自己的肠道内,之后它们就变成了光合作用体,也就是太阳能。

海蛞蝓:光合作用

光合作用是指藻类和植物利用阳光从二氧化碳和水中产生化学能(糖)。褐藻的质体是具有叶绿素的光合细胞器(就像动物和人类的器官一样),叶绿素是一种吸收光线的绿色色素。

Bhattacharya说,这种特殊的藻类是一种理想的食物来源,因为它的体内相邻细胞之间没有细胞壁,本质上是一根长管子,里面装满了细胞核和质体。他说:“当海蛞蝓在外细胞壁上钻一个洞时,它可以吸出细胞内的物质,同时收集所有的藻质体。”

Bhattacharya说,基于对其他海蛞蝓的研究,一些科学家认为,它们窃取并储存质体,作为艰难时期消化的食物,就像骆驼在驼峰中储存脂肪一样。这项研究表明,以太阳能为动力的绿叶草并非如此。

他说:“在接下来的6到8个月里,它有能力窃取这些藻类质体,停止进食,依靠藻类的光合作用生存。”

验证太阳能供应假说

罗格斯大学的研究小组和其他科学家利用RNA测序(基因表达)来验证他们的太阳能供应假说。数据表明,蛞蝓对偷来的质体有积极的反应,保护它们不被消化,并利用动物基因来利用藻类的光合产物。他们的发现反映了在珊瑚中发现的那些保持鞭毛藻(也包括藻类)——作为完整的细胞而不是偷来的质体——共生关系的情况。

Bhattacharya说,尽管绿叶藻储存着质体,但同样被吸进去的藻类核无法存活,科学家们仍然不知道,如果没有控制它们功能所需的细胞核,海蛞蝓是如何在几个月内维持质体和光合作用的,但是太阳能海蛞蝓为寻找永久的绿色能源带来了希望。

引用

Rutgers University. "Solar powered sea slugs shed light on search for perpetual green energy: Near-shore animal becomes plant-like after pilfering tiny solar panels and storing them in its gut." ScienceDaily. ScienceDaily, 3 May 2018. www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180503085550.htm.

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