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地球上最古老的21種生物,利用光合作用活了35億年!

養魚,造景,懂生活的人都關注了

水族圈!


這份名單羅列了地球上最古老的生物,其中涵蓋了動物、物種和微生物,看完後你一定覺得自己很年輕。可能有人會對名單吹毛求疵,以為其中某些生物不過區區百萬年曆史,但實際上它們都是相當久遠的存在。那麼地球上最古老的生物到底有哪些呢?


在你的心目中,哪些生物是以光合作用為生的呢?一般人大概立刻就能想到植物和藻類,但是事實上還有更多其他的物種。包括蠑螈,海蝸牛,巨蛤,海鞘,水母,珊瑚,海葵,水螅和海綿等等。那麼為什麼魚類和哺乳動物,比如一頭牛,就不能進行光合作用呢?



先來科普一下枯燥無味的基礎知識,(敲黑板,高中生知識點來了,關於光合作用的認知!)


名詞:


光合作用:發生範圍(綠色植物)、場所(葉綠體)、能量來源(光能)、原料(二氧化碳和水)、產物(儲存能量的有機物和氧氣)。

1、光合作用的發現:


①1771年英國科學家普里斯特利發現,將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內,蠟燭不容易熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內,小鼠不容易窒息而死,證明:植物可以更新空氣。


②1864年,德國科學家把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光,另一半遮光。過一段時間後,用碘蒸氣處理葉片,發現遮光的那一半葉片沒有發生顏色變化,曝光的那一半葉片則呈深藍色。證明:綠色葉片在光合作用中產生了澱粉。



③1880年,德國科學家思吉爾曼用水綿進行光合作用的實驗。證明:葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所,氧是葉綠體釋放出來的。



④20世紀30年代美國科學家魯賓卡門採用同位素標記法研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2,釋放的是18O2;第二組提供H2 O和C18O,釋放的是O2。光合作用釋放的氧全部來自來水。


2、葉綠體的色素:


①分布:基粒片層結構的薄膜上。


②色素的種類:高等植物葉綠體含有以下四種色素。A、葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,包括葉綠素a(藍綠色)和葉綠素b( ;B、類胡蘿蔔素主要吸收藍紫光,包括胡蘿蔔素和葉素。



3、葉綠體的酶:


分布在葉綠體基粒片層膜上(光反應階段的酶)和葉綠體的基質中(暗反應階段的酶)。


4、光合作用的過程:


①光反應階段a、水的光解:2H2O→4[H]+O2(為暗反應提供氫)b、ATP的形成:ADP+Pi+光能—→ATP(為暗反應提供能量)


②暗反應階段: a、CO2的固定:CO2+C5→2C3 b、C3化合物的還原:2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5



5、光反應與暗反應的區別與聯繫:


①場所:光反應在葉綠體基粒片層膜上,暗反應在葉綠體的基質中。


②條件:光反應需要光、葉綠素等色素、酶,暗反應需要許多有關的酶。


③物質變化:光反應發生水的光解和ATP的形成,暗反應發生CO2的固定和C3化合物的還原。


④能量變化:光反應中光能→ATP中活躍的化學能,在暗反應中ATP中活躍的化學能→CH2O中穩定的化學能。


⑤聯繫:光反應產物[H]是暗反應中CO2的還原劑,ATP為暗反應的進行提供了能量,暗反應產生的ADP和Pi為光反應形成ATP提供了原料。



6、光合作用的意義:


①提供了物質來源和能量來源。


②維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對穩定。


③對生物的進化具有重要作用。總之,光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝。



7、影響光合作用的因素:


有光照(包括光照的強度、光照的時間長短)、二氧化碳濃度、溫度(主要影響酶的作用)和水等。這些因素中任何一種的改變都將影響光合作用過程。如:在大棚蔬菜等植物栽種過程中,可採用白天適當提高溫度、夜間適當降低溫度(減少呼吸作用消耗有機物)的方法,來提高作物的產量。再如,二氧化碳是光合作用不可缺少的原料,在一定範圍內提高二氧化碳濃度,有利於增加光合作用的產物。當低溫時暗反應中(CH2O)的產量會減少,主要由於低溫會抑制酶的活性;適當提高溫度能提高暗反應中(CH2O)的產量,主要由於提高了暗反應中酶的活性。

8、光合作用過程可以分為兩個階段,即光反應和暗反應。

前者的進行必須在光下才能進行,並隨著光照強度的增加而增強,後者有光、無光都可以進行。暗反應需要光反應提供能量和[H],在較弱光照下生長的植物,其光反應進行較慢,故當提高二氧化碳濃度時,光合作用速率並沒有隨之增加。光照增強,蒸騰作用隨之增加,從而避免葉片的灼傷,但炎熱夏天的中午光照過強時,為了防止植物體內水分過度散失,通過植物進行適應性的調節,氣孔關閉。雖然光反應產生了足夠的ATP和〔H〕,但是氣孔關閉,CO2進入葉肉細胞葉綠體中的分子數減少,影響了暗反應中葡萄糖的產生。



9、在光合作用中:


a、由強光變成弱光時,[產生的H]、ATP數量減少,此時C3還原過程減弱,而CO2仍在短時間內被一定程度的固定,因而C3含量上升,C5含量下降,(CH2O)的合成率也降低。


b、CO2濃度降低時,CO2固定減弱,因而產生的C3數量減少,C5的消耗量降低,而細胞的C3仍被還原,同時再生,因而此時,C3含量降低,C5含量上升。

接下來

請看以下整理的內容,那些為陽光而生的動物、植物們:


藍藻細菌


年齡:35億歲


已知的最古老的藍藻菌化石在澳大利亞西部的太古岩中被發現。藍藻細菌又名藍綠藻,是一種能利用光合作用生成能量的細菌。人們認為這一過程促進了大氣層中氧氣的形成,使地球更加適宜已知生命生存。



海綿


年齡:5.8億歲


海綿源自一個原始的動物門,這個動物門的歷史能追溯到生命起源。在澳大利亞、中國和蒙古境內的岩石中發現過玻璃海綿的化石。雖然現在所發現的海綿中約有90%都屬於尋常海綿綱,但此類海綿化石比其他類型的更加罕見,因為它們的骨骼由相對柔軟的海綿硬蛋白組成,不易形成化石。



水母


年齡:5.05億歲


水母與珊瑚、水螅、僧帽水母、海葵、海鰓、海鞭以及海扇同屬刺胞動物門,又名腔腸動物門。它們的身體幾乎由水組成,難以形成化石,不過現有的化石記錄表明它們比我們預想的更加古老。



馬蹄蟹


年齡:4.5億歲


馬蹄蟹素有「活化石」之稱,最古老的馬蹄蟹化石可追溯到奧陶紀。這類海洋節肢動物主要棲息在柔軟的砂質或泥質底淺海區。由於棲息地遭到破壞以及過度捕撈,它們的數量一直在減少。



腔棘魚


年齡:4億歲


腔棘魚是一種罕見的魚,相較常見的輻鰭魚,它們與肺魚、爬行動物甚至哺乳動物才是近親。最近一次發現活體腔棘魚是在1998年。



銀杏


年齡:2.7億歲


銀杏是銀杏目植物的唯一成員,屬裸子植物門,最早能追溯到2億7千萬年前的二疊紀。由於地質災害頻發,只有三四個物種在第三紀(6500萬年前)倖存下來。恐龍的滅絕作為銀杏樹種子傳播的潛在媒介,有可能對這類植物的衰落產生了影響,這種推測與化石記錄一致



鸚鵡螺


年齡:2.35億歲


有「活化石」之稱的鸚鵡螺起源於三疊紀末期,是一種海洋軟體動物,在希臘語中意為「水手」。鸚鵡螺僅分布在印度太平洋區域,棲息於珊瑚礁的深坡中。



三眼恐龍蝦


年齡:2億歲


這個小傢伙被列為地球上最古老的現存物種,生存了2億年仍一成不變。也就是說,三眼恐龍蝦存在的時間可能沒有名單中前幾名那麼長,但和它2億年前的化石比起來,如今它的模樣幾乎沒什麼變化。



鱘魚


年齡:2億歲


鱘魚和近親白鱘魚在形態上發生了非常細微的變化,這說明它們進化緩慢,且「活化石」的殊榮它們當之無愧。這也在一定程度上表明,鱘魚通過漫長的進化,對水的溫度和鹽度的耐受範圍很廣。受體型大小的影響,加上底棲生物環境中食物充足,以至於它們幾乎沒有天敵。



火星螞蟻


年齡:1億歲


火星螞蟻(Martialis heureka,原名大致意為「哇!從火星來的!」)是螞蟻中最原始的物種,它的DNA在過去的1億年中幾乎沒有變化。公元2000年在亞馬遜雨林發現了這種螞蟻,它們通常棲息在地下。



綠葉海蝸牛


這種遠看就像是一片綠葉的生物是一隻綠葉海蝸牛(Elysia chlorotica),它能從自己吞食的藻類中獲取葉綠體。這些葉綠體被儲存在它的內臟細胞內,使它的身子呈現出一種獨特的綠色。



其他種類的海蝸牛每隔數天或數周就必須更換自己體內的葉綠體,但是綠葉海蝸牛可以將葉綠體在自己的體內保存長達數月。一旦一個成年個體體內的葉綠體數量達到飽和,它可以在長達10個月的時間內不用進食,完全依賴光合作用存活。



在一些裸鰓類動物中都分別進化出了光合作用的能力,其中很多亞種和某些共生藻達成共生關係。這些動物一般會從它們食用的珊瑚和海葵中獲取共生藻類,並從中獲得自身所需的葉綠體。



阿克爾扁形蟲


這些棕色圓盤是生活在白色珊瑚上的阿克爾扁形蟲(Acoel flatworms),其棕色顏色來自其體內細胞中的共生藻類。



其他很多扁形蟲也存在光合作用現象,如亮綠色的Symsagittifera roscoffensis體內就寄生有一種名為Tetraselmis convolutae的藻類。在英國和法國的大西洋沿岸可以發現大量這種扁形蟲,不過人們很容易會將它們誤認為是海藻。而另外一些呈銹褐色的扁形蟲種類,如「Convolutriloba retrogemma」則是海洋水族館中常見的蟲害,幾乎可以達到瘟疫的地步。



斑點蠑螈


人們很久之前便知道,一些兩棲動物產下的蛋外面有一層果凍般的包裹體,這層包裹體中生長有藻類。這是一種和諧的共生關係:藻類可以消耗蛋產生的廢棄物,並為它提供氧氣。



而現在研究發現一種名為斑點鈍口螈的斑點蠑螈,其胚胎內部的細胞中竟然寄生有一種名為「Oophila amblystomatis」的單細胞藻類。這種藻類似乎可以為它的寄主細胞提供食物。如果這一發現被證實,它將成為迄今已知的唯一一個脊椎動物細胞內藻類共生的案例。



兜底朝天的水母


世界各地生活著多種朝天水母。之所以會有這麼個有趣的名字,是因為它們有一個很有意思的生活習性,那就是兜底朝天地在淺海或紅樹林沼澤中漂浮。它們這樣做並非為了玩耍,而是為了最大程度的讓最多的陽光照射到寄生在它們觸手中的藻類。



某些生活在潟湖中的水母,如珍珠水母(Mastigias papua),在它們的細胞中也寄生有藻類。而在太平洋帛琉島上著名的水母湖中生活著大量的金色的水母,它們正是珍珠水母的一個亞種。



綠色水螅


這種小動物就生活在我們身邊最普通的小池塘中,在農村的小河和池塘中綠色水螅非常常見。它們的身體之所以呈現綠色,也正是因為它們體內生活著的綠色單細胞藻類的緣故。



在綠色水螅體內寄生的這種小球藻無法獨立在自然界中生存。它們已經完全適應寄主體內的寄生生活,甚至它們繁殖的分裂周期也和寄主細胞的分裂周期完全一致。而當水螅進行有性生殖,這些藻類則通過卵傳遞給下一代的水螅。



帆水母


這是水母的一位近親:帆水母。顧名思義,它能夠「見風使舵」,藉助風力在海面上飄動遊走,並用下垂的觸絲捕捉獵物。每一個帆水母都是一個大型社區,其體內生活著無數微小的寄生藻類。



溝迎風海葵


許多海葵部分是可以進行光合作用的。溝迎風海葵(Snakelocks anemone)生活在東大西洋,從地中海向北一直延伸到英國附近水域。其觸手中同樣存在寄生藻類。



另一種海葵擁有不同的寄生體:極具攻擊性的華麗海葵是一種在北美洲太平洋沿岸非常常見的海葵品種,其體內可能含有一種名為蟲綠藻的藻類,而非一般常見的共生藻,或者兩種藻類在其體內共存。



巨蛤


世界上生活有多種主要依靠光合作用生活的巨蛤,其中就包括這種長硨磲(Tridacna maxima)。每當白天來臨,這些巨蛤就會張開外殼,儘可能多的讓陽光照射。其體內含有共生藻。事實上巨蛤還不是唯一一種可以進行光合作用的貝殼類動物,一些體型更小的雙殼類動物的體內同樣有藻類寄生。



巨型桶狀海綿


巨型桶狀海綿對於曾在加勒比海潛水的人而言一定不會陌生,它的體內細胞中含有藻青菌。



這些海綿也可以失去這些體內的寄生者,從而變得「漂白」,這和珊瑚的情形非常相似。



對於一些海綿種類而言,周期性的漂白是一種正常生理現象。事實上這些海綿的體內寄生有遠遠不止一種生物,包括並不進行光合作用的真菌和細菌,當然還有進行光合作用的藻類。一些海綿擁有硅質骨骼,並且至少已知有一種海綿擁有類似光纖的骨骼系統,它可以將光線傳導給位於身體深處因而接觸不到陽光的細胞中。



獅子魚


獅子魚的身體結構和生活習性極其適合進行光合作用。它大大的伸展的魚鰭讓光照面積最大化,它整個白天都會在陽光普照的淺水中沐浴,在水中一動不動,或者慢吞吞的飄動。



前幾天介紹的海兔還記得嗎?海兔種類超過3000種,極具觀賞性,遍布全球海域,中國甚至全世界都在待開發中。人們似乎無法抗拒小傢伙,它們甚至可能成為最新的潮流寵物。海兔就因為可愛,許多人想把它們當作寵物慘遭非法捕撈。它也是靠光合作用生存。



海兔,又名:海蛞蝓(kuò yú),當然不是兔子,因為它們僅僅有幾厘米的長度,屬於軟體動物門腹足類動物,它們的殼也退化成內殼,海兔是草食性的,通常在淺水中的海藻上發現。海兔有非常好的嗅覺,甚至追蹤最微弱的氣味。它們的顏色對應於他們吃的海藻的顏色,以幫助它們偽裝躲避天敵。



海兔雌雄同體,兩隻海兔相交,雌雄器官交配,然後再接著第三隻、第四隻....甚至一連串的「小兔子」(這麼萌的小東西,居然...羞...),幾個甚至十幾個進行交合,前後連接雌雄器官,交合長達幾個小時甚至數天之久,用斷了的雄性器官「用過即丟」,當然丟了一天內還能再生再用,比人類先進多了。



海兔,這種神奇而可愛的海洋物種,這小傢伙的兔耳朵實際上是極其敏感的鼻通氣管,或化學感覺器官,幫助他們檢測水中的化學物質,也可以感知潮流的變化。它們在沿著從日本海到地中海的珊瑚礁被發現,也被發現在印度洋和菲律賓附近。



它的微小的「蓬鬆」的兔子身體(小於2厘米)實際上被覆蓋著葉綠素,是人類發現的第一種可生成植物色素葉綠素的動物,甚至可以進行光合作用獲取能量。



這種可愛的水下兔子的顏色可以從黃色到橙色變化到白色,黑色的斑點。太萌了,我想要一隻!



它們看起來就像微小而蓬鬆的兔子爬過海底。它們有多種顏色,迷你版的兔兔太不可思議了。




(點擊下圖回顧往期精彩

葉羊(海蛞蝓))




怎麼樣上面這些生物有沒有有沒有顛覆你的認知,你是不是沒想過他們通過光合作用生存?你還認識那些生物通過光合作用生存歡迎分享交流!



來源:遊俠資訊、新浪科技、手機中國

- The End -




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