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珊瑚與藻類的共生體有了新說法

張佳欣
2026年07月07日08:11 | 來源:科技日報
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藻類到底是怎麼住進珊瑚細胞裡的,這個問題其實被研究了很多年。此前,科學界普遍認為,珊瑚細胞內有專門為藻類准備的名為“共生體”的特殊隔室。這個隔室類似線粒體或葉綠體,是一種長期演化形成的特殊細胞結構,是珊瑚與共生藻進行物質交換、維持共生關系的場所。

美國加州大學伯克利分校的科學家花了5年時間進行研究,最近給出了一個截然不同的解釋。他們認為共生體並不是一個與消化系統隔絕的“安全屋”,它本身就是珊瑚細胞消化系統的一部分,是一種被稱為吞噬溶酶體的細胞器。

吞噬溶酶體可理解為珊瑚細胞裡的胃。按理說,共生藻一旦進入這裡,也應該被迅速消化,但事實恰恰相反。為搞清原因,科學家建起了一座珊瑚“育兒室”,通過精確調節光照和水溫,讓不同批次的珊瑚在一年中的不同時間產卵,將原本一年一次的實驗機會增加到一年6次。

他們從包裹共生藻的共生體膜上鑒定出約200種蛋白質,而其中許多都是吞噬溶酶體原本就具有的蛋白。其中一種碳酸氫鹽轉運蛋白尤為關鍵,它負責把碳酸氫鹽運進隔室,為藻類的光合作用提供碳源。當科學家用CRISPR基因編輯敲除這個蛋白后,藻類就再也無法穩定生存了。這說明,藻類之所以能活下來,不是珊瑚為它修了“安全屋”,而是藻類自己演化出了抵抗消化酶的能力。

藻類就像一顆“永遠吃不完的糖果”,溶酶體想消化它,但它一邊抵抗分解,一邊不斷制造養分,讓消化過程永遠進行。這更像一種劫持,隻不過這場“劫持”恰好對雙方都有利,並演變成延續數億年的互利共生。

這也為破解珊瑚白化提供了新思路。科學家推測,高溫可能改變了這些維持共生關系的關鍵蛋白,使雙方之間的物質交換和信號傳遞中斷,最終導致藻類離開珊瑚,引發白化。

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(責編:邢鄭、孫娜)

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