快消息!从动物变成植物,海鞘的“反向进化”有多奇葩?连大脑都可以抛弃

综述

大自然是一个充满惊喜和奇妙的世界,无论是陆地上还是海洋中,都有许多令人惊叹的生物。随着科技的不断进步,我们在海洋中发现了许多数不清的神奇物种。例如,水母可以在水中飘荡,紫菜可以通过光合作用生存,巨型章鱼可以融入周围环境变得难以察觉。这些生物都展示了大自然的巧妙设计和无穷创意。

而今天我要介绍的生物则更为特别——它 曾经是动物,但却逐渐失去了大脑和其他的重要器官,逆向演化成为一种看似植物的生物。 它就是 海鞘 ,或许你曾经听说过海鞘,或许你对它很陌生。今天我们就一起来说说这个生物。


(资料图片仅供参考)

动物和植物的区别

动物和植物虽然都是生物,但它们在很多方面存在明显的差异。

首先, 动物和植物的营养方式不同 。植物通过 光合作用 制造自己所需的有机物,而动物则需要 摄取外部食物 来获取营养。即使是食草动物也需要进食以获取足够的维生素和矿物质。此外, 动物还能够主动寻找食物并对其进行选择,而植物则没有这种能力

其次,动物和植物在 组织结构上也存在不同 。植物通常 由根、茎和叶子 构成,而动物则由 骨骼、肌肉和器官 组成。植物细胞具有 细胞壁和叶绿体 ,而动物细胞则没有。植物细胞还能够进行 细胞分裂,形成新的组织和器官, 而动物细胞则仅限于分裂成新的细胞。

再次,动物和植物在生活习性上也有差异。植物通常是静止的,它们 依靠阳光、水分和养分来生长和繁殖。 而动物则能够 主动移动,寻找食物和栖息地, 并且往往需要与其他动物进行交互以实现自身的繁衍和生存。

最后,从遗传角度来看,动物和植物也存在明显差别。虽然它们都具有DNA和基因,但植物基因组中通常含有较多的重复序列和非编码区域,这些区域对植物的基因表达和调控起着重要作用。相比之下, 动物基因组中的非编码区域相对较少,而编码区域则更加密集。

就从分析来看,不可能一种生物既是动物又是植物,这十分不符合大自然的规律,然而我们今天要讲的海鞘就是这种生物。

海鞘

海鞘是一种生活在海洋中的神秘生物,它们曾经是动物,但逐渐失去了大脑和其他重要器官,在逆向演化过程中展现了一个奇妙而独特的存在。

先让我们来了解一下海鞘的生理结构。海鞘通常呈桶状或被压扁的圆柱形状,顶部有多个辐射状的口。它们可以 通过纤维素质的黏附器粘附在岩石、珊瑚或其他硬物上 ,以减少被敌人发现的机率。

当受到威胁时,海鞘 会将自己的身体舍弃一部分来逃避危险,并且具有自我修复能力 ,在短时间内重新生长失去的组织。

尽管海鞘看起来很像植物,也没有了大脑,但它们 具有心脏、血液和肌肉系统,而且还有感觉。 虽然它们已经成为植物,不再需要进食,但在早期的幼虫阶段,海鞘会摄取浮游生物并进行消化。

成年后,海鞘通过气孔吸取水中的氧气、有机物以及肠道中的浮游生物来维持生存。 此外,它们还可以过滤海水和底泥,以获得所需的营养物质。

人类很早就与海鞘打过“交道”,据记载,早在 公元前4世纪 ,希腊自然哲学家就曾经对海鞘进行了描述, 《动物学》 中写道, “海鞘有柔软无骨之体,类似于其他无头动物。” 不过,在那个时候,海鞘还被认为是贝类或者软体动物的一种。

但直到18世纪, 法国博物学家拉马克才将其作为一种独立的动物进行分类 。在19世纪,科学家们逐渐开始探索和研究海鞘的生理结构和特点。

如今,海鞘已经成为了一个备受关注的研究对象,它们对生态系统的影响以及童年时期的发育等方面都具有重要意义。例如,某些海鞘能够清除水中有害物质,减少污染的影响。同时,由于其生命周期非常短, 海鞘被广泛用作生物学研究的模型生物,以便于研究者更好地理解细胞分化、发育和再生等过程。

那么,这种神奇的生物,是如何从动物一步步变成植物的呢?

从动物变成植物

海鞘的生命周期包括幼虫阶段和成年阶段。 幼虫孵化后会游泳到水体中,进行一段时间的浮游阶段,期间它们需要摄取浮游生物并进行消化。

当它们长成丝状、半透明的幼体时,就会附着在岩石或其他硬物上, 开始成为一个稚海鞘,这个过程叫做腕吸附。

随着时间的推移,稚海鞘通过 摄食细菌、无脊椎动物等营养来源, 逐渐发育成为成年海鞘。

一般来说,海鞘具有两种繁殖方式,即 性繁殖和无性繁殖 。在性繁殖中, 雄性和雌性海鞘会释放出精液和卵子,形成受精卵并快速发育成为幼虫。

而在无性繁殖中, 海鞘通过自我分裂或体节繁殖的方式产生后代 。这些后代与父母具有相同的基因组,但通常比性繁殖的幼虫更加健康和稳定。

在进化历程中, 海鞘逐渐失去了大脑和其他器官,并发生了逆转录酶基因的突变, 这导致了其基因组中的DNA序列随着时间而缩减。这样,海鞘从原本的多细胞动物逐渐变成了类似于植物的存在。

海鞘变成类似于植物的主要原因是为了适应生存环境的改变。 海鞘居住在海洋底部,其食物来源较少,生存环境也非常恶劣。

为了适应这种环境,海鞘发生了逆向演化, 逐渐失去了不必要的器官和复杂的神经系统,依靠免疫系统和细胞信号进行基本的生理功能调控。

海鞘变成类似于植物的过程与光合作用有关 。光合作用是植物通过叶绿素等色素吸收光能转化为化学能的过程,海藻等单细胞生物也会进行类似的光合作用。

而在进化过程中,海鞘通过突变失去了大量的基因,其中包括控制神经系统和消化系统的基因,同时保留了光合色素的基因。 这使得它们不再需要进食,并可以通过气孔吸取水中的氧气、有机物以及肠道中的浮游生物来维持生存。

此外,海鞘的身体逐渐变得柔软,外 形类似于一个被压扁的桶子,顶部有数十个辐射状的口, 这样可以更好地接收阳光和光合作用所需的光线。

虽然海鞘失去了许多器官和复杂的神经系统,但仍然具有一些重要的生理功能,如心脏、血液和肌肉系统以及感觉系统。这些生理功能对海鞘的生存和繁殖都至关重要。

结语

虽然海鞘在进化过程中失去了原有的动物特征,逐渐演化出植物一般的外形和生理特征,但它仍然是一种独特而神秘的生物。 其全面的进化过程涉及基因突变、逆向演化以及环境适应等多个方面。

在现代科学技术的发展下,我们对海鞘的认识也在不断深入。通过对海鞘基因组结构的研究,人们发现其基因组中存在许多与人类疾病相关的基因,这使得海鞘成为研究人类疾病的重要模型生物。

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