通常來說,只有植物和少部分細菌可以利用Sunny催化體內產生糖分的化學反應,動物是無法進行光合作用的,但是一切規則總有例外。
豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum),可能是地球上能進行光合作用的動物。透過它可以想象人類如果可以進行光合作用會怎樣。
豌豆蚜能產生一種類胡蘿蔔素,這種色素廣泛存在於動物體內,主要起到保持視覺、完成骨骼生長和維生素合成等關鍵性作用。所有已知的動物都透過吃植物、藻類生物或者其他動物來獲得這種色素。
2010年,亞利桑那大學生物學家 Nancy A. Moran 和 Tyler Jarvik 發現豌豆蚜可以像植物一樣為它們自己生產類胡蘿蔔素。豌豆蚜基因組內含有類胡蘿蔔素合成相關基因,這些基因可能緣於來自真菌的基因橫向轉移。這是首次在動物體內發現類胡蘿蔔素合成途徑。
2012年,Alain Robichon 基於前面的發現進一步研究,發現豌豆蚜能隨周圍的環境改變身體的顏色。
在理想的環境中,豌豆蚜可以產生中等量的類胡蘿蔔素然後讓身體變成橘黃色。在冰冷的環境中,豌豆蚜會產生大量的類胡蘿蔔從而讓身體顯現出綠色;在沒有資源的環境中,豌豆蚜會變得沒有顏色,整個身體趨近於白色。
研究團隊對豌豆蚜體內的 ATP 濃度進行了測試,這是一種測量生物體內能量轉換的方式。
研究團隊得到了令人驚訝的結果。綠色豌豆蚜比白色豌豆蚜製造更多的 ATP,而且橙色豌豆蚜在Sunny下產生的 ATP 要比在黑暗環境中多得多。
研究者還搗碎了橙色的豌豆蚜並且清空了它們體內的類胡蘿蔔素,來證明正是這些類胡蘿蔔素吸收了Sunny並且轉化了能量。
但是這個研究結果具有爭議性,因為有關色素的真實身份的細節以及它們具體的作用都不明確。況且,這並不是真正的光合作用,因為光合作用還包括將二氧化碳轉化為糖分以及其他化合物,豌豆蚜利用太陽能僅僅只是整個轉化過程的一部分。
雖然沒有動物能夠進行真正的光合作用,但科學家已經嘗試讓動物擁有這種光合超能力。
2011年,來自洛杉磯的加利福尼亞大學的合成生物學 Christina Agapakis,給將幼年斑馬魚接種光合作用的細菌,在魚的胚胎時期將細菌注入其體內。
結果雖然並沒有讓斑馬魚進行光合作用,但發現斑馬魚並不排斥這類細菌。
回到問題本身,如果人類能進行光合作用會怎樣?
假如將來基因工程實現了這一目標,將具有光合作用的基因插入人類基因裡,並且成功表型,讓人類的細胞相容葉綠體。那麼人類還得是裸體的情況下才能進行光合作用,因為在沒有儘可能多的將你暴露在太陽能的前提下,光合作用是一種無用的能力。 植物有著大片大片的葉子,並且是半透明的,光才可以穿透它的組織到達細胞內的葉綠體。
人類的身體光透性很差,即使我們的表皮下具有了葉綠體,它們也只能生產維持我們生存的一小部分的營養物質。
如果你想變成一個純粹依靠太陽能生存的人,你就必須一直靜止,然後還需要足夠的表面接觸Sunny,就像太陽能電池板一樣,因此得長出突出的“綠色葉子”。
emmm,那不就是一棵樹嗎?
所以何苦呢?人類透過種植技術,以蔬菜水果為食,在某種意義上,已經是在很大規模上有效利用了光合作用。農業是一個全球性的共生關係——它也是我們的豌豆蚜版本共生體,只是我們沒有必要將它們保持在體內,只需把它們種在地裡。
參考文獻:
Will we ever... photosynthesise like plants? - Not Exactly Rocket Science
Towards a Synthetic Chloroplast
Nancy A. Moran, Tyler Jarvik, 2010. Lateral Transfer of Genes from Fungi Underlies Carotenoid Production in Aphids. Science, 328: 624-627.
Light- induced electron transfer and ATP synthesis in a carotene synthesizing insect
通常來說,只有植物和少部分細菌可以利用Sunny催化體內產生糖分的化學反應,動物是無法進行光合作用的,但是一切規則總有例外。
豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum),可能是地球上能進行光合作用的動物。透過它可以想象人類如果可以進行光合作用會怎樣。
豌豆蚜能產生一種類胡蘿蔔素,這種色素廣泛存在於動物體內,主要起到保持視覺、完成骨骼生長和維生素合成等關鍵性作用。所有已知的動物都透過吃植物、藻類生物或者其他動物來獲得這種色素。
2010年,亞利桑那大學生物學家 Nancy A. Moran 和 Tyler Jarvik 發現豌豆蚜可以像植物一樣為它們自己生產類胡蘿蔔素。豌豆蚜基因組內含有類胡蘿蔔素合成相關基因,這些基因可能緣於來自真菌的基因橫向轉移。這是首次在動物體內發現類胡蘿蔔素合成途徑。
2012年,Alain Robichon 基於前面的發現進一步研究,發現豌豆蚜能隨周圍的環境改變身體的顏色。
在理想的環境中,豌豆蚜可以產生中等量的類胡蘿蔔素然後讓身體變成橘黃色。在冰冷的環境中,豌豆蚜會產生大量的類胡蘿蔔從而讓身體顯現出綠色;在沒有資源的環境中,豌豆蚜會變得沒有顏色,整個身體趨近於白色。
研究團隊對豌豆蚜體內的 ATP 濃度進行了測試,這是一種測量生物體內能量轉換的方式。
研究團隊得到了令人驚訝的結果。綠色豌豆蚜比白色豌豆蚜製造更多的 ATP,而且橙色豌豆蚜在Sunny下產生的 ATP 要比在黑暗環境中多得多。
研究者還搗碎了橙色的豌豆蚜並且清空了它們體內的類胡蘿蔔素,來證明正是這些類胡蘿蔔素吸收了Sunny並且轉化了能量。
但是這個研究結果具有爭議性,因為有關色素的真實身份的細節以及它們具體的作用都不明確。況且,這並不是真正的光合作用,因為光合作用還包括將二氧化碳轉化為糖分以及其他化合物,豌豆蚜利用太陽能僅僅只是整個轉化過程的一部分。
雖然沒有動物能夠進行真正的光合作用,但科學家已經嘗試讓動物擁有這種光合超能力。
2011年,來自洛杉磯的加利福尼亞大學的合成生物學 Christina Agapakis,給將幼年斑馬魚接種光合作用的細菌,在魚的胚胎時期將細菌注入其體內。
結果雖然並沒有讓斑馬魚進行光合作用,但發現斑馬魚並不排斥這類細菌。
回到問題本身,如果人類能進行光合作用會怎樣?
假如將來基因工程實現了這一目標,將具有光合作用的基因插入人類基因裡,並且成功表型,讓人類的細胞相容葉綠體。那麼人類還得是裸體的情況下才能進行光合作用,因為在沒有儘可能多的將你暴露在太陽能的前提下,光合作用是一種無用的能力。 植物有著大片大片的葉子,並且是半透明的,光才可以穿透它的組織到達細胞內的葉綠體。
人類的身體光透性很差,即使我們的表皮下具有了葉綠體,它們也只能生產維持我們生存的一小部分的營養物質。
如果你想變成一個純粹依靠太陽能生存的人,你就必須一直靜止,然後還需要足夠的表面接觸Sunny,就像太陽能電池板一樣,因此得長出突出的“綠色葉子”。
emmm,那不就是一棵樹嗎?
所以何苦呢?人類透過種植技術,以蔬菜水果為食,在某種意義上,已經是在很大規模上有效利用了光合作用。農業是一個全球性的共生關係——它也是我們的豌豆蚜版本共生體,只是我們沒有必要將它們保持在體內,只需把它們種在地裡。
參考文獻:
Will we ever... photosynthesise like plants? - Not Exactly Rocket Science
Towards a Synthetic Chloroplast
Nancy A. Moran, Tyler Jarvik, 2010. Lateral Transfer of Genes from Fungi Underlies Carotenoid Production in Aphids. Science, 328: 624-627.
Light- induced electron transfer and ATP synthesis in a carotene synthesizing insect