植物基因“养活”海蜗牛

九月菊

最近,英国《新科学家》杂志评出了最激动人心的十大基因话题。名列首位的,是一种生得风情万种、姿容千娇百媚的海洋生物——海蜗牛。

海蜗牛是陆地蜗牛的“远房亲戚”,属裸腮亚目海栖腹足纲,以身体色彩缤纷而闻名遐迩,素有“最艳丽动物”之美誉。它们的兄弟姐妹,有的妖冶绚烂,有的性感华美,有的五光十色,以致初次看到海蜗牛的人,总会情不自禁地联想起《红楼梦》中的林黛玉,楚楚动人却又娇弱可怜:在危机四伏的大海里,海蜗牛没有足够的力量与海潮抗衡,只能随波逐流,过着飘萍般无依无靠的流浪生活。但事实上,这种认识是极为偏谬的。在林林总总的海洋生物中,海蜗牛并非弱者,甚至在很多时候,它们还会激发出无比强大的战斗力!

美国缅因州大学生物学家詹姆斯·曼哈特博士,曾在巴西东部海岸追踪调查海蜗牛的生存状况时遇到过这样的情景:一天傍晚,距离海岸大约50米的浅海处突然飘来数百片奇形怪状的“树叶”。放眼看去,正是成群结队的海蜗牛。那一刻,它们安安静静地躺在水面上,只露出三角形的小脑袋和牛角一样的短触角。周围,一群美丽的水母在浪花中若隐若现;水面上,几只海雀在欢快地飞来飞去。突然,一只潜藏已久的海龟忽地窜出。令人吃惊的是,海雀惊飞,水母急沉,唯有海蜗牛依然故我,仍在不紧不慢地徜徉游荡。眼看海龟气势汹汹地逼近,只见海蜗牛集体向海龟喷射出一股云彩状的墨绿色分泌物。不可思议的一幕随即发生了——海龟本已大张的嘴巴在不知不觉中悄然闭紧,接下来,“敌我双方”竟然在同一片水域中“和平共处”了近一个小时!

震惊之余,詹姆斯博士提取了部分墨绿色的分泌物并进行检测,竟然发现其中含有能让海龟闭嘴的化学物质——L赖氨酸和精氨酸!再饥饿的食肉动物一旦接触到这两种化学物质,神经系统就会紊乱,饥饿感也便荡然无存。有了这种“化学武器”,海蜗牛自然就不怕凶悍的海龟了。

海蜗牛不但拥有“先进”的“化学武器”,还是令人类望尘莫及的发明家。2007年年初,美国休斯敦石油公司的海底输油管道发生泄漏事件,严重的石油污染致使海面上的海藻大面积死亡,很多以海藻为“口粮”的海洋生物纷纷饿毙。出人意料的是,海蜗牛却悠然自得地躲过了灭顶之灾!通过细致检测,詹姆斯博士惊喜地发现,海蜗牛的体内竟然存在着一种能进行光合作用的绿色颗粒。这种颗粒与藻类细胞内的叶绿体具有完全相同的分子结构,并且海蜗牛的绿色颗粒中对光合作用起到至关重要作用的基因psbO完全来自藻类的HGT。这充分说明,psbO这种控制光合作用的基因在两种完全不同形态的生物——海藻和海蜗牛之间进行了水平转移,从植物基因转变成了动物基因!而拥有这种基因的海蜗牛,它的光合作用能力能够维持一生。这就意味着,它们这一海洋族群永远悠闲快乐,永远不会因食物短缺而被饿死!

这是一项多么匪夷所思的伟大创举啊!在此之前,没有任何一个动物学家和植物学家会相信,植物基因可以进入动物的体内。而这项创举,居然是看似软弱可欺的海蜗牛创造出来的!