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共生的秘密
海洋世界 | 时间: 2010-06-12 13:24  | 文章来源: 香颂

绿色海葵中也存在着共生藻类

 

向共生藻打暗号

在最新的研究中还发现,珊瑚绿荧光蛋白的功能除了遮蔽强光外,可能还扮演控制共生藻细胞分裂的角色。在实验室里,共生藻可以由珊瑚组织中分离出并单独培养,这时的共生藻是处于非共生状态。非共生状态的共生藻平均每24小时可以完成一次细胞分裂,由1颗分裂成2颗,若环境合适,再过24小时后,2颗就会分裂成4颗。依此类推,很快就会衍生出庞大的共生藻族群。但是在共生状态时,共生藻就不能毫无限制地分裂了,因为在珊瑚组织细胞内,空间有限,而且珊瑚也不能任由共生藻大量复制而塞爆自己。然而珊瑚是如何控制共生藻的分裂呢?

之前的研究显示,在珊瑚体内的共生藻族群,仅有约5% 在进行细胞分裂,但单独培养的共生藻族群,则有50% 以上在进行分裂。珊瑚究竟是通过什么机制,只准许5% 的共生藻进行分裂呢?除了科学家很早就提出的,珊瑚可能利用养分来控制共生藻细胞复制等假设外,又发现了另外的可能机制。

实验发现,单独培养的共生藻只受蓝光的刺激而分裂,不受其它波长的光线如红光等的影响。因此当没有蓝光时,共生藻就无法进行正常的细胞分裂。更有趣的是,如果是以珊瑚的绿荧光蛋白(专门吸收紫外线及蓝光而发出绿荧光的蛋白)来遮蔽或直接加入单独培养的共生藻时,共生藻细胞分裂的比率就明显下降。可见珊瑚是用绿荧光蛋白向共生藻打暗号。把刺激分裂的蓝光吸收遮蔽,提醒共生藻不能过度地分裂,以维持体内数目的恒定。

造礁珊瑚是海洋中珍贵的宝藏,虽然在全球海洋里所占的面积并不多,却在整个海洋生态系中占有举足轻重的地位。大部分的造礁珊瑚都与共生藻进行互利的共生现象,而共生现象的和谐与否,则直接影响珊瑚本身的健康。

不仅如此,共生现象也提供了一项非常重要的研究模式,来解答为何一种植物(如共生藻)能够在动物细胞中生存,并且彼此调控影响。了解这种亲密的关系,不但可以让我们对于动物免疫系统的调控有所领悟,而且有助于了解动物与植物在演化过程中的相互影响。现在,科学家正经由多种生物学的层面,从分子、细胞、组织及个体的层次,对珊瑚与共生藻之间的共生现象做更全面且深入的研究,希望揭开珊瑚与共生藻之间更多不为人知的秘密。

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