植物×動(dòng)物,不只《植物大戰僵尸》中有
為什么會(huì )有眨著(zhù)小眼睛的豌豆?還有賣(mài)萌傲嬌的貓香蒲又是從哪里來(lái)的?泳池突然冒出的海藻僵尸三人組,是不是纏繞海藻把僵尸拉到水里的結果?在虛構中尋找現實(shí)的人不一定腦子就有問(wèn)題,因為現實(shí)比科幻小說(shuō)更奇妙。確實(shí)有一些科學(xué)家熱衷于制造各種各樣的動(dòng)植物合體,細胞融合(cell fusion)技術(shù)就是其中最具黑科技風(fēng)味的一種。
界不同,腫么談戀愛(ài)?
細胞融合顧名思義,就是讓本來(lái)煢煢孑立的細胞合為一體。有各式各樣的工具和手段,鼓勵細胞“在一起”。比如聚乙二醇(polythyleneg-glycol),這種化學(xué)物質(zhì)能讓包裹在外的細胞膜分子散開(kāi),細胞膜本身就像液體一樣會(huì )流動(dòng),兩個(gè)細胞就像兩滴水般融為一體。再或者仙臺病毒(Sendai virus),它的外殼里的成分,可以促使動(dòng)物細胞凝集起來(lái),大家像坐公交一樣擠到一起,導致“日久生情”。
細胞并不像身體這樣排斥異己,科學(xué)家可以盡情嘗試過(guò)各種黑暗的組合。在上個(gè)世紀七十與八十年代,大豆與大麥,人與蚊子,雞與酵母,中國倉鼠與煙草,植物與變形蟲(chóng),人與胡蘿卜,這些組合都被嘗試過(guò)。
一項1976年的胡蘿卜和人類(lèi)細胞融合實(shí)驗尤為獵奇,因為他們用的是海拉細胞系(HeLa cell line)。海拉細胞系在科學(xué)界可謂大名鼎鼎,它們采自一位美國婦女的子宮頸癌組織,“主人”已于1951年死去,癌細胞卻一直欣欣向榮地分裂,在需要人類(lèi)活細胞的各種實(shí)驗中做出貢獻。王晉康還為它們寫(xiě)過(guò)一篇科幻小說(shuō)《癌人》。
胡蘿卜細胞與人類(lèi)癌細胞的融合,細胞被染成不同的顏色,深黑色的是人類(lèi)細胞,淺灰色的是胡蘿卜細胞
D Dudits et al. Fusion of human cells with carrot protoplasts induced by polyethylene glycol. Hereditas(1976) 82:122.
在這個(gè)實(shí)驗中,半海拉細胞半胡蘿卜細胞的怪物存活了超過(guò)72小時(shí),像胡蘿卜一樣長(cháng)出了細胞壁(植物細胞裹著(zhù)堅硬的“墻壁”,無(wú)法融合,所以在實(shí)驗之前,必須用能分解細胞壁的酶把它剝掉),有些分別來(lái)自人類(lèi)和胡蘿卜的細胞核融合在一起。令人失望的是,科學(xué)家并不想制造富含胡蘿卜素,滿(mǎn)身癌細胞的科學(xué)怪人,而是要證明動(dòng)物和植物細胞基本構造相同。
1978年,我們第一次利用細胞融合,培養出了完整的,活生生的雜種生物,它的“父母”是兩種親緣關(guān)系很近的植物,土豆和西紅柿??上н@樣的怪物通常不結果實(shí)。1984年的愚人節前夕,《新科學(xué)家》雜志發(fā)表了一個(gè)惡搞故事:漢堡大學(xué)的科學(xué)家,用西紅柿、牛和小麥的細胞融合,造出了長(cháng)著(zhù)麥桿,花朵像乳房,可以擠出西紅柿汁的怪物(它結出的果實(shí)大概是番茄肉餅漢堡)??赡芫褪歉木幾源?。
創(chuàng )造合體生物的技術(shù),已經(jīng)被用于很多實(shí)際的領(lǐng)域。例如,用圓白菜和一種叫做黑芥(Brassica nigra)的雜草細胞結合,用土豆和野生土豆結合,以期獲得像馴化植物般美味,又像野生植物般能抗病的下一代。但它遠沒(méi)有合體細胞那么隨心所欲,想在自家魚(yú)缸里飼養貓香蒲,還得等一段時(shí)間。
海藻,你對僵尸干了什么
雖然我們已經(jīng)夠邪惡了,但演化君的想象力和獵奇心理,顯然遠遠超過(guò)人類(lèi),而且它有40億年的時(shí)間進(jìn)行種種黑暗的嘗試。全身披掛海藻的怪物從水里站起來(lái),把你種的玉米加農炮啃掉,這一幕屢次上演,很可能你就見(jiàn)過(guò)。
叫做“藻”的生命,嚴格地說(shuō)并不是植物。紅藻、褐藻和綠藻同屬于原生生物(Protist),和變形蟲(chóng)屬同類(lèi),而藍藻其實(shí)是一類(lèi)細菌。
許多動(dòng)物,包括海綿、珊瑚、???、渦蟲(chóng)(身體扁平,結構簡(jiǎn)單的小型無(wú)脊椎動(dòng)物)和貝類(lèi),都會(huì )讓藻類(lèi)住在體內,依靠這些仆傭的光合作用制造養料?;蛘哒f(shuō),為五斗米甘做藻類(lèi)的仆傭。在《鬼吹燈》里出過(guò)場(chǎng)的巨硨?zhuān)╟hē)磲(qú)(Tridacna gigas),可能是其中最大、最美的種類(lèi)。這種巨大的海貝,經(jīng)常把兩片殼(直徑可達1.1米)張開(kāi),露出碧藍、深紫、綠松石色等等顏色的外套膜,讓住在體內的共生甲藻(Symbiodinium spp.)曬太陽(yáng)。
巨硨磲色彩絢麗的外套膜和空殼
相比之下,一種???em>Lebrunia danae)更符合僵尸的理想。即使海藻僵尸真的有齋吃,恐怕他們也不會(huì )戒去對腦子的嗜好。它長(cháng)著(zhù)兩種觸手,一種短短的,毛茸茸的,住著(zhù)海藻;一種細長(cháng)的,帶著(zhù)有毒的刺細胞。在白天,??碛煤T逯圃斓奶欠?,夜里,不能進(jìn)行光合作用,它就把長(cháng)觸手伸出來(lái),捕食小動(dòng)物開(kāi)葷。
而只有兩三厘米長(cháng)的綠葉海蛞蝓(Elysia chlorotica),更上一層樓,它把自己徹底變成了一種自產(chǎn)自銷(xiāo)的光合動(dòng)物。這種軟體動(dòng)物就像一片綠葉長(cháng)著(zhù)蝸牛的頭。它喜歡的食物是濱海無(wú)隔藻(Vaucheria litorea)。這是一種生長(cháng)在海岸邊淺水里,樣子仿佛綠色絲發(fā)的綠藻。海蛞蝓的消化器官像樹(shù)枝一樣分叉遍布全身,它并沒(méi)有因此成為超級吃貨,反而學(xué)會(huì )了“辟谷”的本事。
ME Rumpho et al. Solar-Powered Sea Slugs: Mollusc/Algal Chloroplast Symbiosis. Plant Physiology (2000)123:30.
它用銼刀樣的舌頭刮破海藻的細胞壁,像吃果凍一樣吸吮內容物。海藻的葉綠體被吃下之后,就住在海蛞蝓的消化系統細胞里,把它全身染成綠色。依靠這些光合作用工廠(chǎng)制造的糖類(lèi),它可以10個(gè)月都不進(jìn)食。而海蛞蝓的壽命不過(guò)區區11個(gè)月。在這個(gè)同舟共濟的過(guò)程中,綠葉海蛞蝓甚至得到了一些海藻的基因,保證葉綠體可以在動(dòng)物體內正常工作,就像在自己家里一樣。順便一提,綠葉海蛞蝓的屬名Elysia,是個(gè)很可愛(ài)的詞,它常常用于命名女性(伊麗西亞),如果再加一個(gè)“n”,Elysian就是希臘神話(huà)里死人前往的極樂(lè )世界。
葉綠體和海蛞蝓這對共生體的愛(ài)戀是如此和諧。葉綠體固定陽(yáng)光為海蛞蝓提供食物,海蛞蝓則提供舒適的生活環(huán)境,它們不會(huì )提高對方生存的難度,也不會(huì )指望著(zhù)各種夸張的“內購”占對方的便宜,這可是太厚道了。