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是虫还是草？
说到“一半是动物一半是植物”，人们很自然地会想到冬虫夏草。冬虫夏草主要分布在我国青海、西藏、四川、云南、贵州、甘肃等省海拔4000米左右的地区。经常会有人问，冬虫夏草究竟是虫还是草？还有人望文生义，说它冬天是虫夏天变草，事实究竟如何呢？
盛夏时节，蝙蝠蛾在雪域高原的草甸上产卵，经自然孵化后变成幼虫并钻入泥土，靠吸取植物根茎的营养生长。此时，也在盛夏时节开始活跃的冬虫夏草菌，会侵入发育良好的幼虫体内，吸取幼虫体内的物质作为生存的营养条件，并在幼虫体内不断繁殖；从夏至冬，慢慢将肥大的幼虫蚕食至只剩下一个空躯壳，变成了体内充满菌丝的“冬虫”。来年5～7月天气转暖，“冬虫”头部便会长出黄色或浅褐色的菌座，生长后冒出地面呈草梗状。这种长4～10厘米、顶端有菠萝状囊壳的紫红色小草，便是“夏草”。夏草囊壳内的子囊孢子成熟后，被从囊孔射出，随风飘游，伺机又钻入新的幼虫体内繁殖，循环下一轮“冬虫”“夏草”。因此，虽然兼有虫和草的外形，冬虫夏草却非虫非草，是一种菌藻类生物。
是植物还是动物？
珊瑚的形状像树枝，所以很多人都以为珊瑚是海中的植物，称它为“珊瑚树”。也有人认为珊瑚虫的软体是动物，而骨骼源自植物，是一种“虫植体”，意思是“动物兼植物”。直到19世纪下半叶，人们才明白，珊瑚其实是生活在海洋中的一种低等肉食动物，属于只有内外两个胚层的腔肠动物。
珊瑚只有一个口，食物从这个口进去，消化不了的残渣也由这个口排出。口的周围生了很多触手，触手可以捕捉食物，也可以通过振动使水流入口及腔肠中，以便消化水中的小生物。珊瑚喜欢生活在水流较快、温度稍高又比较清净的浅海地区。大多数珊瑚都可以出芽生殖，由于这些芽体与母体并不分开，所以就形成了一个相互联结共同生活的群体，这就是珊瑚呈丛枝状的主要原因。珊瑚虫由芽生殖，虫体的外胚层里有钙质细胞分泌骨骼；有的骨骼质地粗糙，可以用来烧石灰；有的骨骼质地良好，可以用来做建筑材料。我们通常所见的珊瑚就是这些珊瑚虫肉体烂掉后留下的群体骨骼。
一个女学生的实验
不久前，正在美国哈佛大学医学院学习的一位女学生，做了一个非常有趣的实验。她将一种能进行光合作用的蓝细菌注入了斑马鱼的受精卵中，并细心观察注入的蓝细菌能否繁衍生息。她进行这一实验的目的，是想改造鱼的皮肤，使其能进行类似植物那样的光合作用。
要达到这一目的有两种途径：一是采取细胞外共生的办法，即把蓝细菌移入鱼的皮肤，并与表皮细胞共生；因为蓝细菌本身能进行光合作用，所以就有可能利用太阳光为鱼提供能量。另一种方法是把植物的叶绿体移植到鱼的皮肤细胞内。这种方法在理论上是可行的，但实际上要让叶绿体在动物细胞体内生存，难度极大。因为叶绿体需要细胞核基因的支持和协调，而鱼的细胞中没有这些基因，所以叶绿体即使能在动物体内存活一段时间，但由于没有细胞核基因的支持，很难长期存活，更谈不上遗传和增殖了。
不少生物学家对这位女大学生的实验不屑一顾：让蓝细菌和鱼类共生？纯属天方夜谭！但事实上，注入的蓝细菌在鱼卵孵化后又存活了两周。两周是一个时间节点，此后斑马鱼的色素开始生成。于是，一个颇为诱人的设想油然而生：有朝一日，或许真的能培育出一种能从太阳光中摄取能量的“太阳能鱼”，为人类的食物提供一种新的来源。尽管在科学上这还是一个尚未破解的难题，但这位女大学生却认为，并非没有实现的可能。她说：“这是一个颇具风险的赌注，我们对即将发生的事情充满期待。”
海蜗牛的能耐
培育“太阳能鱼”的想法听起来似乎可笑，但自然界确实存在着能利用光合作用补充能量的动物。例如，体长15毫米的光合扁形虫，漂浮于海面的倒立水母，具有向光运动能力的属于原生动物的眼虫，它们不仅能摄取食物，而且还能进行光合作用。因为它们的细胞内含有叶绿体，可以把二氧化碳和水合成糖类。其中最不可思议的是巨人蚌，它身披又硬又厚的壳，还有相对较小的表面积。尽管如此，一个初生的巨人蚌能在仅供阳光的条件下存活十个月之久。而人类将它作为食物的历史起码有10万年了。
最引人注目的是种类繁多的太阳能海蛤蝓。海蛤蝓通过食用藻类来获取叶绿体，并存储在体细胞中。在海蛤蝓的体内，布满了“羊肠小道”般的内脏器官，构成了一个捕捉阳光的大网。由于海蛤蝓的细胞核中也没有支持叶绿体所必需的基因，所以每隔数天、数周就要重新更换失效的叶绿体。而唯一不需要这么“大费周章”的是绿叶海蛤蝓，俗称“绿叶海蜗牛”，它在生长到成年期时，仅一次性“吃饱”便可维系10个月的生命周期。它不仅能借海藻色素进行伪装，而且还能像植物一样进行光合作用，从而获取能量。
最近，对斑点蝾螈的研究取得了重大突破。加拿大科学家在成年雌性斑点蝾螈的输卵管中发现了藻类细胞，而且能以特定的方式遗传给下一代。值得注意的是，这种藻类细胞不仅在受精卵外部寄居，就连正在发育的蝾螈胚胎中也出现了它的身影。其实，科学家尚未确定蝾螈胚胎是否能通过藻类来获取能量；而且成年斑点蝾螈最喜欢隐匿在阴凉苔藓或岩石下，再加上它那身严严实实的黑皮肤，更是“拒阳光于千里之外”；但这项研究至少说明，一些脊椎动物在生命周期中，有意无意地进行着短时间光合作用。
没有免费午餐
科学家所进行的研究并不局限于验证动物的光合作用，而且还进一步分析它们为何对自己的这种能力视而不见弃之不用？有人认为，动物根本就不具备进行光合作用的能力。但更多的研究人员认为，对大多数动物来讲，通过光合作用获取能量往往事倍功半甚至得不偿失。
在漫长的进化过程中，能利用光合作用的动物慢慢适应了长期接触阳光的生存方式。光线能穿过水螅、水母的透明身体，海葵、珊瑚虫形似植物枝杈，扁形虫和海蛤蝓呈扁平叶片状，这些现象并非纯属巧合，为的就是充分利用太阳光尽可能获取最多的能量。但是，天下没有免费的午餐。叶绿体需要阳光，但阳光对动物细胞有杀伤力，所以动物在进化过程中生出了黑色素、毛发、鳞角、羽毛和鳞片等附件，以防范阳光照射对它的伤害。
就像我们去海滩晒日光浴，本来是件对身体有益的好事，但晒得太多就会有物极必反的危险。所以，对能利用光合作用的动物来说，在食物短缺时通过光合作用获取能量是一种应急方式；与此同时，还必须抵御长时间光照所带来的紫外线伤害。因此，大多数能利用光合作用的动物都生活在水下。因为与阴凉环境相比，置身炎炎烈日下的动物所面临的问题只会有增无减。由此可见，尽管在使动物具备光合作用能力方面并没有根本性的障碍，但大多数动物很难获得这种两全其美的机体。更何况，具备这种机体以后，会极大地改变它们的生存方式，从而降低存活率，甚至导致物种灭绝。
值得鼓励的探索
由于基因工程技术的发展，早在上世纪80年代，把叶绿体分离出来培养，然后置入动物体内，以便使动物也能具有光合作用功能的想法就有人提出过，但是至今一直没有实质性的突破。究其原因，首先是叶绿体自己的基因组的基因尚不足以维持叶绿体自身的生命活动和繁殖，需要细胞核基因的支持，而动物的细胞核中没有所需的基因。其次是叶绿体需要阳光，而阳光会伤害动物细胞，这对矛盾无法解决。这位女大学生想在如今的生命科学的条件下，看看有没有突破的可能。这种探索和努力本身，无疑是值得肯定和赞赏的，也是咱们中国学生所缺乏的。
也许，在未来的某一天，你只要打开灯就可以喂饱自己的太阳能宠物鱼了。
说到“一半是动物一半是植物”，人们很自然地会想到冬虫夏草。冬虫夏草主要分布在我国青海、西藏、四川、云南、贵州、甘肃等省海拔4000米左右的地区。经常会有人问，冬虫夏草究竟是虫还是草？还有人望文生义，说它冬天是虫夏天变草，事实究竟如何呢？
盛夏时节，蝙蝠蛾在雪域高原的草甸上产卵，经自然孵化后变成幼虫并钻入泥土，靠吸取植物根茎的营养生长。此时，也在盛夏时节开始活跃的冬虫夏草菌，会侵入发育良好的幼虫体内，吸取幼虫体内的物质作为生存的营养条件，并在幼虫体内不断繁殖；从夏至冬，慢慢将肥大的幼虫蚕食至只剩下一个空躯壳，变成了体内充满菌丝的“冬虫”。来年5～7月天气转暖，“冬虫”头部便会长出黄色或浅褐色的菌座，生长后冒出地面呈草梗状。这种长4～10厘米、顶端有菠萝状囊壳的紫红色小草，便是“夏草”。夏草囊壳内的子囊孢子成熟后，被从囊孔射出，随风飘游，伺机又钻入新的幼虫体内繁殖，循环下一轮“冬虫”“夏草”。因此，虽然兼有虫和草的外形，冬虫夏草却非虫非草，是一种菌藻类生物。
是植物还是动物？
珊瑚的形状像树枝，所以很多人都以为珊瑚是海中的植物，称它为“珊瑚树”。也有人认为珊瑚虫的软体是动物，而骨骼源自植物，是一种“虫植体”，意思是“动物兼植物”。直到19世纪下半叶，人们才明白，珊瑚其实是生活在海洋中的一种低等肉食动物，属于只有内外两个胚层的腔肠动物。
珊瑚只有一个口，食物从这个口进去，消化不了的残渣也由这个口排出。口的周围生了很多触手，触手可以捕捉食物，也可以通过振动使水流入口及腔肠中，以便消化水中的小生物。珊瑚喜欢生活在水流较快、温度稍高又比较清净的浅海地区。大多数珊瑚都可以出芽生殖，由于这些芽体与母体并不分开，所以就形成了一个相互联结共同生活的群体，这就是珊瑚呈丛枝状的主要原因。珊瑚虫由芽生殖，虫体的外胚层里有钙质细胞分泌骨骼；有的骨骼质地粗糙，可以用来烧石灰；有的骨骼质地良好，可以用来做建筑材料。我们通常所见的珊瑚就是这些珊瑚虫肉体烂掉后留下的群体骨骼。
一个女学生的实验
不久前，正在美国哈佛大学医学院学习的一位女学生，做了一个非常有趣的实验。她将一种能进行光合作用的蓝细菌注入了斑马鱼的受精卵中，并细心观察注入的蓝细菌能否繁衍生息。她进行这一实验的目的，是想改造鱼的皮肤，使其能进行类似植物那样的光合作用。
要达到这一目的有两种途径：一是采取细胞外共生的办法，即把蓝细菌移入鱼的皮肤，并与表皮细胞共生；因为蓝细菌本身能进行光合作用，所以就有可能利用太阳光为鱼提供能量。另一种方法是把植物的叶绿体移植到鱼的皮肤细胞内。这种方法在理论上是可行的，但实际上要让叶绿体在动物细胞体内生存，难度极大。因为叶绿体需要细胞核基因的支持和协调，而鱼的细胞中没有这些基因，所以叶绿体即使能在动物体内存活一段时间，但由于没有细胞核基因的支持，很难长期存活，更谈不上遗传和增殖了。
不少生物学家对这位女大学生的实验不屑一顾：让蓝细菌和鱼类共生？纯属天方夜谭！但事实上，注入的蓝细菌在鱼卵孵化后又存活了两周。两周是一个时间节点，此后斑马鱼的色素开始生成。于是，一个颇为诱人的设想油然而生：有朝一日，或许真的能培育出一种能从太阳光中摄取能量的“太阳能鱼”，为人类的食物提供一种新的来源。尽管在科学上这还是一个尚未破解的难题，但这位女大学生却认为，并非没有实现的可能。她说：“这是一个颇具风险的赌注，我们对即将发生的事情充满期待。”
海蜗牛的能耐
培育“太阳能鱼”的想法听起来似乎可笑，但自然界确实存在着能利用光合作用补充能量的动物。例如，体长15毫米的光合扁形虫，漂浮于海面的倒立水母，具有向光运动能力的属于原生动物的眼虫，它们不仅能摄取食物，而且还能进行光合作用。因为它们的细胞内含有叶绿体，可以把二氧化碳和水合成糖类。其中最不可思议的是巨人蚌，它身披又硬又厚的壳，还有相对较小的表面积。尽管如此，一个初生的巨人蚌能在仅供阳光的条件下存活十个月之久。而人类将它作为食物的历史起码有10万年了。
最引人注目的是种类繁多的太阳能海蛤蝓。海蛤蝓通过食用藻类来获取叶绿体，并存储在体细胞中。在海蛤蝓的体内，布满了“羊肠小道”般的内脏器官，构成了一个捕捉阳光的大网。由于海蛤蝓的细胞核中也没有支持叶绿体所必需的基因，所以每隔数天、数周就要重新更换失效的叶绿体。而唯一不需要这么“大费周章”的是绿叶海蛤蝓，俗称“绿叶海蜗牛”，它在生长到成年期时，仅一次性“吃饱”便可维系10个月的生命周期。它不仅能借海藻色素进行伪装，而且还能像植物一样进行光合作用，从而获取能量。
最近，对斑点蝾螈的研究取得了重大突破。加拿大科学家在成年雌性斑点蝾螈的输卵管中发现了藻类细胞，而且能以特定的方式遗传给下一代。值得注意的是，这种藻类细胞不仅在受精卵外部寄居，就连正在发育的蝾螈胚胎中也出现了它的身影。其实，科学家尚未确定蝾螈胚胎是否能通过藻类来获取能量；而且成年斑点蝾螈最喜欢隐匿在阴凉苔藓或岩石下，再加上它那身严严实实的黑皮肤，更是“拒阳光于千里之外”；但这项研究至少说明，一些脊椎动物在生命周期中，有意无意地进行着短时间光合作用。
没有免费午餐
科学家所进行的研究并不局限于验证动物的光合作用，而且还进一步分析它们为何对自己的这种能力视而不见弃之不用？有人认为，动物根本就不具备进行光合作用的能力。但更多的研究人员认为，对大多数动物来讲，通过光合作用获取能量往往事倍功半甚至得不偿失。
在漫长的进化过程中，能利用光合作用的动物慢慢适应了长期接触阳光的生存方式。光线能穿过水螅、水母的透明身体，海葵、珊瑚虫形似植物枝杈，扁形虫和海蛤蝓呈扁平叶片状，这些现象并非纯属巧合，为的就是充分利用太阳光尽可能获取最多的能量。但是，天下没有免费的午餐。叶绿体需要阳光，但阳光对动物细胞有杀伤力，所以动物在进化过程中生出了黑色素、毛发、鳞角、羽毛和鳞片等附件，以防范阳光照射对它的伤害。
就像我们去海滩晒日光浴，本来是件对身体有益的好事，但晒得太多就会有物极必反的危险。所以，对能利用光合作用的动物来说，在食物短缺时通过光合作用获取能量是一种应急方式；与此同时，还必须抵御长时间光照所带来的紫外线伤害。因此，大多数能利用光合作用的动物都生活在水下。因为与阴凉环境相比，置身炎炎烈日下的动物所面临的问题只会有增无减。由此可见，尽管在使动物具备光合作用能力方面并没有根本性的障碍，但大多数动物很难获得这种两全其美的机体。更何况，具备这种机体以后，会极大地改变它们的生存方式，从而降低存活率，甚至导致物种灭绝。
值得鼓励的探索
由于基因工程技术的发展，早在上世纪80年代，把叶绿体分离出来培养，然后置入动物体内，以便使动物也能具有光合作用功能的想法就有人提出过，但是至今一直没有实质性的突破。究其原因，首先是叶绿体自己的基因组的基因尚不足以维持叶绿体自身的生命活动和繁殖，需要细胞核基因的支持，而动物的细胞核中没有所需的基因。其次是叶绿体需要阳光，而阳光会伤害动物细胞，这对矛盾无法解决。这位女大学生想在如今的生命科学的条件下，看看有没有突破的可能。这种探索和努力本身，无疑是值得肯定和赞赏的，也是咱们中国学生所缺乏的。
也许，在未来的某一天，你只要打开灯就可以喂饱自己的太阳能宠物鱼了。