科學家首次在蠑螈細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)共生藻類

據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站近日報道，加拿大科學家在蠑螈的細胞內(nèi)觀察到一種能進行光合作用的藻類，首次發(fā)現(xiàn)脊椎動物細胞也能進行光合作用。新發(fā)現(xiàn)有助于研究脊椎動物細胞的自體識別能力是怎樣形成的。   
　　
    加拿大達爾豪斯大學的瑞恩·柯內(nèi)在研究斑點蠑螈的胚胎時意外獲得了這一新發(fā)現(xiàn)。蠑螈的胚胎卵就像翡翠小球，這種明亮的翠綠色來自于胚胎本身以及包裹著胚胎的膠狀胞囊，由一種名為Oophila amblystomatis的單細胞藻類產(chǎn)生。長期以來，人們認為這種藻類和斑點蠑螈在發(fā)生共生關(guān)系時，藻類在蠑螈胚胎外部，蠑螈在水中產(chǎn)卵，胚胎產(chǎn)生富氮廢棄物被藻類利用，而胚胎呼吸時，藻類立即在水中產(chǎn)生氧氣。
　　而在7月28日于烏拉圭埃斯特角城召開的第九屆國際脊椎動物形態(tài)學大會上，柯內(nèi)作報告時卻指出，這些藻類遍布于蠑螈體細胞及胚胎細胞內(nèi)部，直接在細胞內(nèi)進行光合作用，生成氧氣和碳水化合物。這樣密切的共生關(guān)系，此前只在一些無脊椎動物如珊瑚中被發(fā)現(xiàn)存在，而從未在脊椎動物中發(fā)現(xiàn)過。
　　柯內(nèi)最開始對一個還沒孵化的蠑螈胚胎進行長時間熒光照射后，觀察到胚胎細胞內(nèi)含有葉綠素。他接著用透射電子顯微鏡（TEM）進一步仔細觀察后發(fā)現(xiàn)，蠑螈細胞內(nèi)的藻類周圍都環(huán)繞著一些線粒體，而線粒體正是氧氣和葡萄糖結(jié)合產(chǎn)生能量的場所。線粒體聚集在藻類細胞周圍可能是為了更快捷地利用這些光合作用細胞產(chǎn)生的氧氣和碳水化合物。
　　理論上講，脊椎動物的細胞含有調(diào)節(jié)適應(yīng)性的免疫系統(tǒng)，它會殺死無法識別的異己生物，因此藻類想要固定地共生在蠑螈細胞內(nèi)部幾乎不可能。而研究人員對這一新發(fā)現(xiàn)的解釋是，要么蠑螈的細胞關(guān)閉了自體免疫系統(tǒng)，要么藻類有效避開了這一免疫機制。
　　柯內(nèi)還發(fā)現(xiàn)，成年雌性斑點蠑螈的輸卵管內(nèi)也有綠藻存在，那里也是膠狀胞囊形成的地方。這個發(fā)現(xiàn)表明共生藻可能是由母親通過膠狀胞囊傳遞給下一代的。
　　美國加州大學伯克利分校的退休教授大衛(wèi)·維克說，如果藻類真的能進入生殖細胞，脊椎動物細胞會殺死體內(nèi)異己生物的觀點將受到嚴重挑戰(zhàn)，并有助于研究脊椎動物細胞的自體識別能力是怎樣形成的。蠑螈已經(jīng)分化的具有專門功能的細胞還能繼續(xù)分裂轉(zhuǎn)變成其他細胞，因此具有特有的超強再生能力，從而在進化中形成和其他脊椎動物不同的自體識別能力。