基因“窃贼”

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除了珊瑚虫，有很多种类的海蛞蝓（ｋｕò ｙú）也能进行光合作用。它们将进食获得的藻类细胞整个储存到自己的细胞中，然后利用后者的叶绿体进行光合作用，为自己提供营养。由于藻细胞中的叶绿体在海蛞蝓体内只能维持很短的工作时间，因此海蛞蝓每隔几天或几周就要更换一次体内的藻细胞。不过，有一种绿叶海蛞蝓却能让叶绿体在自己的体内存活数月之久，一些它们在幼年时获得的叶绿体甚至能陪伴它们过完一生。

绿叶海蛞蝓生活在美国大西洋沿岸，体形娇小，只有１～３厘米长，身体呈凝胶般的半透明状，通体翠绿，看上去就像一片美丽的叶子。它们从海藻中获得叶绿体，储存在内脏细胞里，内脏细胞遍布整个身体，形成能获得阳光照射的最大面积。不过，对于绿叶海蛞蝓来说，要将动物进行光合作用的本领发挥到极致，仅仅从形态上做到完美还不够，它们的生存策略还包括：将藻类的叶绿体“劫”为己有。它们是怎样做到的呢？

研究人员注意到，只要连续进食两周海藻，幼年的海蛞蝓就可以完全依靠光合作用生活１０个月，在此期间它们不再进食。这就出现了一个疑问：当叶绿体存在于一个动物的细胞中时，已经遗失了维持叶绿体工作的蛋白质，叶绿体是如何继续工作的呢？研究人员将注意力转移到海蛞蝓的ＤＮＡ上，结果发现，有一种和藻类基因排列相同的基因组存在，表明绿叶海蛞蝓有可能从海藻那里取走了相应的基因。进一步研究发现，海蛞蝓在进食藻类时，除了摄入叶绿体，同时还摄入了藻类的基因，后者与海蛞蝓的基因合并，产生了能使海蛞蝓自己维持叶绿体工作的蛋白质（这种蛋白质要靠藻类的基因编码才能产生）。甚至还有一种观点认为，是绿叶海蛞蝓体内的一种病毒将藻类的ＤＮＡ运送到了海蛞蝓的细胞中。

各种实验结果都指向一种可能：绿叶海蛞蝓在获取海藻细胞叶绿体的同时，还“盗取”了海藻细胞中维持叶绿体运转的基因。研究员还在绿叶海蛞蝓的生殖细胞中发现了这种被“盗取”的基因，这意味着维持叶绿体功能的能力可以传给下一代，只要这些后代吃进足够多的叶绿体，就能开始光合作用了。在自然界中，像这样在两个不同物种间进行横向基因转移的现象是极为罕见的。

就当今的基因工程而言，要将维持叶绿体活性所需的基因全部植入动物基因组中是相当困难的，但如果将一整个植物细胞都植入动物的细胞中去，所需的基因修补物质则会少很多。这或许解释了为什么绝大多数能进行光合作用的动物都选择将整个共生藻细胞储存在自己的细胞中，而不像绿叶海蛞蝓那样费力地去“盗取”叶绿体的原因。绿叶海蛞蝓的成功，证明它在进化的历程中已经领先了一大步。

（选自《大自然探索》２０１１年第６期）

赏析：本文说明了绿叶海蛞蝓能“将藻类的叶绿体‘劫’为己有”的特点。文章说明的基因在两个不同物种间进行横向转移的现象极为罕见，事理深奥，但读来简洁明了、通俗易懂，这无不得益于作者采用由一般到个别、由现象到本质的说明顺序。同时，说明语言生动而准确，用“基因窃贼”为标题，生动有趣，能引起读者的阅读兴趣。