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第一個能進行光合作用的脊椎動物,胚胎期所需的氧氣都是自給自足


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更新日期:2022621
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斑點鈍口螈屬穴居動物,一生的大部分時間都是在地下度過,只有在繁殖期才會增加在地面的活動時間,當繁殖期過後再次隱藏到地下,它們產下的卵則在水中孵化,為了給胚胎提供氧氣,這種蠑螈進化出了在胚胎期可以光合作用的能力。

很久以來,科學家一直以為只有植物、藻類、細菌和一些無脊椎動物才能進行光合作用,直接把光線轉化成能量。直到他們開始深入研究一個叫做斑點鈍口螈的蠑螈,才發現脊椎動物也有這種能力。

斑點鈍口螈生活在美國東部和加拿大地區。它們的體型不大,只有15到25厘米長,大部分個體為通體黑色並長有黃色斑點,黃色的斑點是一種警告色,提醒捕食者它們身上有毒。

這些蠑螈主要棲息在落葉林中,以蟋蟀、蜈蚣、蚯蚓等無脊椎動物為食。除了覓食和繁殖,斑點鈍口螈很少到地面生活。

斑點鈍口螈的繁殖季節是每年的三月份到五月份,這時候樹林裏溫暖潮濕,陰雨綿綿。於是蠑螈們開始在地面頻繁活動,尋找可以交尾和產卵的地方。它們一般會選擇一個盛滿水的池塘,每天晚上,可能都會有幾百上千的斑點鈍口螈伴著綿綿的春雨聚集在池塘中完成交尾。每一只雌性蠑螈在這一時間段內,大約會在池塘內產下100枚左右的卵,然後它們就會回到洞穴中,讓這些受精卵在池塘內自由孵化。

整個孵化過程大約需要一兩個月的時間。這一段時間內,受精卵主要靠外面包裹的一層厚厚的果凍狀物質保護自己。雖然起到了保護的作用,但也阻止了氧氣的進入。所以,為了解決這一難題,斑點鈍口螈的受精卵進化出了可以光合作用的功能。

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原來,在雌性斑點鈍口螈的體內存在著一種藻類,在繁殖過程中這種藻類也會進入到卵子中,當它們隨著胚胎一起發育的時候,在白天就可以進行光合作用產生氧氣供胚胎呼吸用,而胚胎所呼出的二氧化碳也能被藻類所吸收。除了提供氧氣,藻類所產生的碳水化合物也會被胚胎所利用,成為發育過程中的能量來源。這種共生關系,讓斑點鈍口螈的胚胎具備了光合作用的能力,使它們在一個封閉的環境裏也能自由的生長。

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大約一兩個月後小蠑螈破殼而出,它們就可以靠腮在水中呼吸了。

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