可行光合作用的海天牛，有望成為發展人工光合作用的關鍵

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可行光合作用的海天牛，有望成為發展人工光合作用的關鍵



綠葉海天牛。（圖：thetripatorium）

綠葉海天牛（ Elysia chlorotica ）能夠透過進食一種黃藻（ Vaucheria litorea ），獲得其光合作用的能力。自發現以來，科學界一直試圖了解其共生機制，以用於發展人工光合作用，但一直無任何明確的進展。而日前，一組來自羅格斯大學（ Rutgers University ）的研究團隊，以 RNA 定序其基因組，揭開了此共生機制的其中一項謎題。

綠葉海天牛

綠葉海天牛棲息於美國麻省（ Massachusetts ）及佛羅里達州（ Florida ）等地的潮間帶。這種動物能夠進食黃藻，獲得數百萬個色素體後，便能夠完全依靠此「偷來」的葉綠素，透過光合作用生存數個月以上。就如這論文的作者 Debashish Bhattacharya 所說：「其具有相當特別的能力，能僅依靠光合作用生存上六至八個月」。

而令科學家相當苦惱的其一問題是，綠葉海牛是如何避免消化掉葉綠素，使其能夠存在於體內如此長的時間。

RNA定序

研究團隊以 RNA 定序試圖了解其基因表現對此黃藻的反應。其結果發現，其基因表現不僅能夠保護葉綠素不被消化掉，還能夠改善光合作用的反應。此共生機制，與一種甲藻（ dinoflagellates ）與珊瑚蟲（ corals ）類似。


未來發展

雖此研究稍微揭開了其中一樣謎題，但科學家仍不了解其中一樣更重要的機制。一般而言，藻類的葉綠素需要其細胞核的協調才能發揮作用。但綠葉海天牛在進食後，僅會保留葉綠素的部分而消化掉其他包括細胞核的胞器。因此，如 Bhattacharya 所表示的，關於其如何在失去黃藻細胞核的情況下，還能夠進行長達數個月的光合作用，仍是一項重要的問題。

揭開此共生作用的秘密，便有望能夠駕馭光合作用。光合作用以二氧化碳及光為反應物的特性，不僅能夠發展成重要的綠能能源；還能解決二氧化碳濃度的問題，將會在未來能源發展上佔有一席之地。

明日科學