把叶绿体“偷”到自己体内，这些动物晒太阳就能活！太太太爽了

来源：科普中国发布时间：2025-07-10

些家伙不按常理出牌。有一群“懒汉”动物，能“偷”植物的叶绿体来利用阳光，从此实现晒晒太阳就能“温饱”的躺平生活。这是怎么回事呢？

众所周知，植物最会“接阳光”——它们能把太阳的能量转化成自己身体里的化学能。而动物呢，通常则需要吃其他生物来获得能量。

不过总有些家伙不按常理出牌。有一群“懒汉”动物，能“偷”植物的叶绿体来利用阳光，从此实现晒晒太阳就能“温饱”的躺平生活。这是怎么回事呢？

吃上一顿，终身保障？

光是晒晒太阳就能养活自己，多么让人梦寐以求的“躺平”生活。一般来说这应该是植物的独门绝技——光合作用，但是海洋里存在一类以藻类为食的动物，它们不仅能从藻类中摄取营养，还能将里面的叶绿体完整储存在自己体内，从而获得能持续一定时间的光合自养能力，并顺带给自己“染”个藻绿色的保护色，这些大聪明就是叶羊（Costasiella kuroshimae）。

图片来源：红将.叶羊[J].海洋世界,2015,(12):30-33.

叶羊属于软体动物门（Mollusca）腹足纲（Gastropoda）囊舌目（Sacoglossa），生活在热带和亚热带的浅海区域，常见于日本、印度尼西亚和菲律宾海，它们有萌萌哒豆豆眼，而且自带腮红，背上肉嘟嘟的绿色“毛发”在海水中摇曳生姿，活脱脱一坨移动的多肉。

这些像多肉叶片一样的绿色“毛发”是叶羊的消化道细胞，叶羊刚被孵化出来的时候，这些消化道细胞是透明的，当叶羊发现可口的藻类，就会用类似锉刀的特殊摄食器官齿舌，像切牛排一样优雅地将藻类切割成小块，然后像吸果冻一样吸食里面的营养物质。

藻类中的叶绿体在叶羊的胃里不会被消化，而是在经过消化道细胞时慢慢沉积下来，将透明的消化道细胞逐渐“染”绿，并在其消化道细胞中进行光合作用，将养分和氧气供给叶羊享用，让它们实现了躺着晒太阳就能获取能量的能力。

不过这并非一劳永逸，叶绿体在光合作用的过程中会被不断消耗，其代谢过程中所需的 90% 以上的蛋白质都得靠藻类核基因组编码合成，而叶羊自身无法合成光合作用所需的全部蛋白，因此它们需要隔三岔五补充叶绿体及新的蛋白质，才能维持光合作用。

图片说明：齿舌的 5 种类型图片来源：（刘文韬等，2023）

如果说叶羊是靠“自己挣钱”实现的财富自由，那么它们在美国东部沿海地区以及加拿大新斯科舍省的表亲—绿叶海天牛（Elysia chlorotica），就是靠基因和天赋拥有了“饱餐一顿，一辈子吃穿不愁”的金饭碗。

图片来源：论文(Cai, H.et al.，2019）

绿叶海天牛和叶羊一样属于软体动物门腹足纲囊舌目，它们身材扁平，不仅长得像叶子，甚至还有像叶脉一样的身体结构。绿叶海天牛也不是生而为绿，而是呈浅棕色半透明状，进食藻类后，藻类的叶绿体会很快塞满它们的消化道，将它们波浪状的身体大部分染成铜绿色，完成从小透明到“爬行小绿叶”的华丽转身。

比叶羊更厉害的是，绿叶海天牛可以在不用补充叶绿体的条件下，在数月甚至长达一年的时间里靠着光合作用汲取营养，理想状态下它们只需要在年轻时饱餐一顿，就可以毫无“后顾之饥忧”的进入漫步、交配的休闲状态，或者什么都不干，直接躺平度过一生。

图片说明：绿叶海天牛，A：幼年;B：进食中;C：进食5天后;D：成年状态。图片来源：(Rumpho et al., 2008, PNAS)

绿叶海天牛能凭借着偷来的叶绿体过一辈子，必定有其特殊机制，科学家提出了两种假说：一个是绿叶海天牛不仅是一个窃取叶绿体的捕食者，还是一个会“偷基因”的小偷，通过水平基因转移（horizontal gene transfer, HGT）将藻类的光合作用相关基因转移到了自己体内，为叶绿体的代谢提供必需的蛋白。

另一个是绿叶海天牛食用的藻类叶绿体具有保持自己活性的能力。不过具体机制和假说尚存在一些争议，还等待进一步的研究来揭开它们的神秘面纱。

不搞光合，换条赛道

光合作用一直被认为是植物的标配和天职，但是想要维持光合作用不仅需要满足有足够的光照、水分等条件，还需要植物本身为合成叶绿素、调控光反应与暗反应、应对环境变化、争夺光照资源这些生命活动提供大量的能量。

这让许多长期生活在荫蔽、干燥等恶劣环境中的植物苦不堪言，因为它们既不能通过常规竞争在“光合资源竞争中”占据优势（卷也卷不赢），又不能完全抛弃光合作用产生的营养物质（躺也躺不平）。因此它们逐渐放弃了在光合作用上竞争，转而通过寄生、腐生、菌异养等特殊方式从其他植物身上“窃取”养分。

尽管有人说失去光合基因的植物是否还能称作真正的植物，但这些放弃掉光合作用的植物从不“内耗”，它们不盲目迎合既定标准去选择固守传统的光合作用赛道，而是专注于将有限的能量集中用于繁衍等核心生命活动，发掘最适配环境的生存策略。

菟丝子（Cuscuta chinensis），因“其茎初生若丝，缠绕草木，故名。”（《本草纲目》），因常选择大豆寄生因此又被叫做“豆阎王”。菟丝子是旋花科（Convolvulaceae）菟丝子属（Cuscuta）的一种寄生植物，不含或者含有极少的叶绿素，所以无法或极少进行光合作用为自己提供营养，因此萌发后必须很快寻找到可以寄生的宿主。

幼小的菟丝子从地下深处细嫩的茎尖，不断向四面八方旋转探索，一旦感应到心仪宿主释放的挥发性化学信号，就会立刻螺旋缠绕到宿主的茎或者叶柄上，并在宿主接触的部位出现细胞分化，发育成初始的吸器，这些吸器通过机械压和酶解过程穿透宿主细胞深入皮质层，形成搜寻丝（searching hyphae）。搜寻丝深入到宿主的韧皮部或者木质部，最后形成种间胞间连丝，连接了菟丝子和宿主，并很快成为成熟吸器。这样，吸器就形成了菟丝子和寄主间传送糖类、氨基酸、无机盐和水等营养物质的“营养通道”。

有了稳定营养来源的菟丝子并没有完全躺平，它们用抛弃维持光合作用相关基因节省下来的能量，集中投向发展与寄生相关的基因，比如在其生长过程中，它会产生多个吸器与宿主连结，同时还能专注于自己的繁殖大业，种子有休眠特性，在土中寿命很长，因此能够给自己足够的时间等待萌发的最佳时机。

在非洲干旱贫瘠的沙漠地区生长着一群“猛猛哒”鞭寄生（Hydnoraafricana），又名非洲白鹭花，鞭寄生是马兜铃科（Aristolochiaceae）鞭寄生属（Hydnora africans）植物。

和菟丝子不同，它们大部分时间藏身地下，植物体完全无叶，不含叶绿素，完全丧失了光合能力，通常寄生在大戟属植物的根部，将宿主的光合产物（如糖类）窃为己用。这种生存策略让它彻底摆脱了对阳光的依赖，不仅无需与宿主直接竞争地上资源，还在干旱的沙漠中减少了因水分蒸发和被动物啃食带来的生存威胁，堪称“地下经济的完美范例”。

图片来源：（Thorogood C et al.,2019）

如果不需要繁殖的话，鞭寄生很可能永远不需要露出地面，只有当发育成熟需要传宗接代的时候，它们棕灰色的球形花才会探出地面，这些两性花外面是棕色的，内表面是明亮的鲑鱼色到橙色，长着 3 或 4 个厚实的肉质花被裂片，开始时这些花被裂片融合在一起，随着花的成熟慢慢垂直破裂，好似一张血盆大口，散发出腐肉气味吸引那些臭味相投的昆虫传粉。

完全成熟的鞭寄生果实直径可达 80 毫米，略带甜味，每个果实含有多达 20000 颗种子。这些水果深受豺狼等哺乳动物的青睐，因此鞭寄生又被叫做豺食（Jackal Food）。据当地人说，它们的花虽然很臭，但是果实却具有草莓酸奶一样的香气，很受当地人喜爱，如果有机会去非洲，看到鞭寄生，不妨挖一挖，没准也能品尝到这种美味的食物。