防走失，電梯直達
安全島報人劉亞東A
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大千世界無奇不有。換一種我常用的說法就是，對於生命科學來說，唯一不例外的就是例外。這些“例外”，讓我們感受到造物的神奇，認識到眾生應平等，也讓我們的世界充滿無限可能。
不少科幻作家都曾經想象，要是能用生物技術讓人類面板像植物一樣含有葉綠素，每天曬曬太陽就能合成所需的營養成分，就不用吃飯了。
其實這是可能實現的。有一個生物學理論叫“內共生假說”，這個假說認為最早的真核生物是不含葉綠素的，是含有葉綠素的原核生物被真核生物吞噬，變成了真核生物中的葉綠體，不斷為真核細胞製造養分。這些含有葉綠體的真核細胞就是最早的植物細胞。
但以目前的技術而言，暫時還不能讓人體產生葉綠素。但世界上真的有一種動物，在自然狀態下就能生成葉綠素，同時它也是人類目前發現的唯一一種能生成葉綠素的動物。這種動物就是海兔。
海底的“小兔子”
海兔其實是一種軟體動物，只有幾釐米長，也有些大型的品種，能長到幾十釐米（比如加州海兔）。它又叫海蛞蝓，蛞蝓就是鼻涕蟲，海兔和蛞蝓都屬於軟體動物門的腹足綱，算是遠親。海兔的體型和蛞蝓也有幾分相似，都是軟綿綿的長條狀，螺殼已經演化成體內的內殼。
海兔有兩對觸角，前面一對比較短，專管觸覺；後一對又長又大，專管嗅覺。海兔在海底爬行時，後面那對觸角分開成“八”字形、向前斜伸，嗅四周的氣味，休息時這對觸角併攏，筆直向上，就像兔子的兩隻長耳朵。所以古羅馬人把這種動物稱為海兔。
海兔體內有兩種腺體，一種叫紫色腺，長在身體下方，遇敵時，能放出大量紫紅色液體，將周圍的海水染成紫色，逃避敵人的視線，就跟烏賊噴墨汁一樣。它還有一種腺體在身體前面，能分泌略帶酸性的乳狀毒液，氣味難聞，其他動物接觸到這種液體就會中毒，甚至死亡，海兔就是用這種化學武器嚇退天敵。
海兔分泌的毒液裡含有海兔毒素，海里游泳的人接觸到海兔毒素會皮膚髮癢、糜爛，而在1970年，太平洋的斐濟島也發生過因為食用海兔造成的食物中毒現象。海兔毒素屬於短鏈狀肽類化合物，能抑制細胞有絲分裂，具有很強的抗腫瘤活性，可以用於研發抗癌藥物。
海兔跟蝸牛一樣，是雌雄同體的生物，它們體內的雄性生殖器是“一次性用品”，每次交配後陰莖就會脫落，然後長出一段新陰莖，供下次交配使用。這是科學家首次發現動物有可再生陰莖。海兔交配受精後會產下一長串的卵，卵與卵之間相互以蛋白質膠狀物黏成一米以上的長條，最長的能達到幾百米。海兔的卵索帶很像粉絲，所以又被稱為“海粉”，可以用來煲湯，有清熱養陰，潤肺消痰的功效。
不少海兔都有毒，不能吃。雖然很多餐館裡都有“爆炒海兔”之類的菜，但餐館裡的“海兔”是另一種動物，那是一種小烏賊，又叫筆管魚，因為它在海底的逃跑速度很快，跑得像兔子一樣快，所以俗稱海兔。但它和真正的海兔是兩種動物。
唯一能產生葉綠素的動物
海兔顏色多樣，而且體內色素多數來自食物。比如愛吃紅藻的海兔身體呈玫瑰紅色，吃綠色藻類的海兔身體呈綠色。科學家還發現，一種通體碧綠的海兔體內含有葉綠素，可以自身進行光合作用，獲取能量。
這種海兔以藻類為食，吃進去的藻類大部分細胞質都被消化吸收了，但葉綠體卻被儲存下來，留在海兔體內進行光合作用。然而，藻類葉綠體進行光合作用所需的大部分基因，包括合成葉綠素的基因，都在細胞核基因組。如果海兔僅是從藻類中攝取葉綠體，還是無法長時間進行光合作用。而科學家們做了一個實驗，用藻類餵養海兔2周後，便不再給它任何食物，只給它曬太陽，但它仍然健康地生活了一年。這個實驗說明，海兔自身就含有光合作用相關基因，可以維持體內葉綠體的正常功能。
科學家用了同位素追蹤和基因測序的方法，發現海兔體內含有葉綠素的基因序列，海兔葉綠體中的葉綠素都是它自身合成的，它也是目前人類發現的唯一能合成葉綠素的動物。
對於海兔體內的葉綠素基因來源，科學家們有兩種猜想：一種猜想是海兔的腸道細胞在攝取葉綠體的同時將藻類的DNA一併攝入，並整合到基因組中；另一種猜想是藻類自身攜帶的病毒發生了變異，侵染海兔細胞，並把葉綠素基因帶入海兔體內。不管藻類的葉綠素基因是透過哪種途徑到海兔體內的，這個基因已經整合到了海兔的基因組裡，而且海兔的生殖細胞裡也含有這個基因，可以遺傳給後代。
海兔與諾貝爾獎
除了體內的葉綠素基因，海兔的神經系統也讓科學家非常感興趣。與高等動物相比，海兔的大腦十分簡單，只有兩萬個神經元，而且它的神經細胞很大，用肉眼就能看到，研究者可以把微電極插入它的神經細胞中進行實驗。所以海兔是研究神經生物學的理想材料。
神經生物學家埃裡克·坎德爾就是以海兔為實驗動物，研究大腦學習和記憶的基本機制。他發現用水流衝擊海兔身體時，海兔會將柔嫩的外鰓縮回體內，以免受到外界傷害，這種反應又叫縮鰓反應。在用水流衝擊海兔時，如果同時施加電擊，海兔的縮鰓反應會更強烈，此時它神經元釋放的神經遞質會增加，使神經細胞產生膜電位變化，加強了縮鰓反射，這便是短期記憶產生的分子機制。海兔受到多次外界刺激後，就會在突觸末梢不斷合成新的蛋白，長出新的突觸，產生長期記憶。
坎德爾從海兔身上發現的學習和記憶作用機制，基本上也適用於人類。他也因為這個發現獲得2000年的諾貝爾獎。
本文經授權轉載自微信公眾號：尹哥聊基因，作者尹哥聊基因
