四種能行光合作用(Photosynthesis)的動物？
圖01. 能行光合作用之動物，此圖標示了其中3種，沒提到葉羊。
a.
綠葉海天牛(Elysia chlorotica)
b.
斑點鈍口螈(Ambystoma maculatum)
一、葉羊(Costasiella kuroshimae)
1. 俗稱葉羊(leaf sheep)的海天牛屬海蛞蝓，以齒舌(radula)吸取海藻細胞內的汁液，會將海藻有功能的葉綠體(Chloroplast)，完好的轉移至背部的裸鰓。
2. 葉羊的消化系統，為何不破壞海藻的葉綠體，至今仍只能當作是自然界的神奇來看待，也就是真正的原因仍然不明？
2. 當找不到海藻食物時，此種海天牛海蛞蝓便會在陽光下伸展背部的裸鰓，其中來自海藻的葉綠體就像是太陽能電池一樣，開始吸收光能，進行光合作用！
3. 掠奪其他生物，有功能的胞器作為己用的生存方式，稱為「盜
取」(kleptoplasty)。
4. 說葉羊是能行光合作用的動物，其實是有點言過其實！
5. 因為葉羊本身DNA上的基因，無法表現維持葉綠體存活的蛋白
質，因此裸鰓中的葉綠體會逐漸消失，葉羊又必須再次從海藻
「盜取」新的葉綠體。
6. 也可以說，葉羊只盜取了海藻的太陽能電池組，並沒有一併盜
取，控制太陽能電池組的運用程式(=海藻DNA上控制光合作用
的genes)。
圖02. 身長僅0.5公分的葉羊(Costasiella
kuroshimae)。牠們將盜取來的葉綠體，儲存在背後一根根裸露的鰓中。
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A sea slug Costasiella kuroshimae - Actual creatures in the
Pokemon & Picachu movie
(葉羊Costasiella kuroshimae一種海天牛海蛞蝓——真實版的精靈寶可夢比卡丘)
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圖03. 葉羊(Costasiella kuroshimae)從吃的海藻中盜取葉綠體(Chloroplast)，而能行光合作用(Photosynthesis)，但葉羊本身不能表現基因來維持葉綠體的存活，所以一段時間後又必須從海藻「盜取」葉綠體。
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Costasiella Kuroshimae
(葉羊Costasiella
kuroshimae)
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二、綠葉海天牛(Elysia chlorotica)
1. 側足內面有類似葉脈般的紋路，當側足展開接受光照的時候，其
形態就像一片會走路的葉子。
圖04. 綠葉海天牛(Elysia chlorotica)也能盜取海藻之葉綠體，綠葉海天牛跟牠的近親葉羊不同的是，綠葉海天牛能夠表現維持葉綠體存活的基因，表現的蛋白質能使盜取的葉綠體長期存活！
2. 綠葉海天牛(Elysia chlorotica)也能盜取海藻之葉綠體，牠跟
牠的近親葉羊不同的是，綠葉海天牛的基因組中，居然具有能維
持葉綠體存活的基因！
3. 一隻飽食海藻的綠葉海天牛，在光照充足的條件下，不必額外進
食海藻，僅憑光照可以存活八～十個月之久！
4. 海藻葉綠體本身的DNA上基因，只能表現～10％光合作用所需的
蛋白質；～90％光合作用所需的蛋白質，是由海藻細胞核DNA基
因表現後，再送入葉綠體中發揮功能。
5. 而海藻DNA上的基因組(genome)，用一種目前還不清楚其機轉的
方式，併入綠葉海天牛的基因組中，而且能夠表現蛋白質，使得
綠葉海天牛盜取的葉綠體維持長時期存活！
6. 換句話說，綠葉海天牛，不僅盜取了海藻的太陽能電池組。連操
作太陽能電池組的電腦程式，也一併盜取到自己的程式作業系
統中！
7. 綠葉海天牛DNA上，同時具有動物細胞的基因組，植物細胞的基
因組，實在是夠神奇的一種生物！
8. 綠葉海天牛攝食的海藻，是一種黃藻(Vaucheria litorea)。
圖05. 進食黃藻(Vaucheria
litorea)的綠葉海天牛(Elysia chlorotica)。
圖片來源：https://zh.wikipedia.org/wiki/綠葉海天牛
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Eastern Emerald Elysia (Elysia chlorotica) - Photosynthetic
Animal
(綠葉海天牛(Elysia chlorotica)—光合作用的動物)
綠葉海天牛的英文名就是Eastern
Emerald Elysia。
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三、碗豆蚜蟲(Pea Aphid)
1. 蚜蟲是目前已研究過的昆蟲中，唯一能自身合成類胡蘿蔔素
(carotenoids)者。外表呈現綠色的蚜蟲，體內所含類胡蘿蔔素
最多，橙色蚜蟲含量中等，白色蚜蟲體內，幾乎不具有類胡蘿
蔔素。
2. 2012年，學術期刊報導法國昆蟲學家的研究結果：在光照的情
2. 2012年，學術期刊報導法國昆蟲學家的研究結果：在光照的情
況下，與白色蚜蟲相比，綠色蚜蟲體內，ATP含量高出很多。而
橙色蚜蟲體內的ATP，在光照環境下會增加，在黑暗環境中則會
減少。
3. 原來法國昆蟲學家投稿到學術期刊論文標題寫著：
3. 原來法國昆蟲學家投稿到學術期刊論文標題寫著：
Discovered evidence of
photosynthesis in aphids.
(在蚜蟲發現光合作用的證據)
但是被期刊審稿的專家駁回，請她們改成：
Aphids are unique
among animals in their ability to synthesize pigments called carotenoids.
(蚜蟲是動物中唯一能合成類胡蘿蔔素的昆蟲)
4. 因為光合作用的最主要目的，並不是合成ATP，而是固定空氣中的CO2(CO2 Fixation)，合成葡萄糖等有機養分。在她們的實驗中這些項目都闕如，原先的標題顯然與研究的主題不符合。
5. 耶魯大學的遺傳昆蟲學家Nancy Moran質疑：蚜蟲為何需要光合作用？蚜蟲生存的環境，產生能量是個最不重要的問題，因為蚜蟲所處的，已經是一個太多葡萄糖的環境，為何還需要光合作用來產生葡萄糖？
圖06. 蚜蟲是動物中唯一能合成類胡蘿蔔素(Carotenoid)的昆蟲。
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解密昆蟲是否可以進行光合作用！
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四、斑點鈍口螈(Spotted Salamander)
1. 斑點鈍口螈(學名：Ambystoma maculatum)
2. 加拿大達爾豪斯大學(Dalhousie University) ，生物學家賴安
2. 加拿大達爾豪斯大學(Dalhousie University) ，生物學家賴安
-克奈伊(Ryan Kerney)團隊，在研究一批斑點鈍口螈的胚胎
時，無意間發現，一種綠色螢光物質源自細胞內部，此物質為
光合作用吸收光能之葉綠素(Chlorophyll)。
3. 葉綠素的存在，暗示與斑點鈍口螈細胞內共生的，單細胞綠藻
Oophila
amblystomatis，可能會光合作用提供氧氣以及葡萄糖
等有機養分，給斑點鈍口螈。
4. 不解的是脊椎動物的免疫系統，都能夠摧毀侵入體內的異質物
質，然而斑點鈍口螈細胞內的綠藻如何避開免疫反應，仍是
一個未解的謎題。
圖07. 研究斑點鈍口螈胚胎，無意間發現胚胎細胞內綠色的葉綠素分子。
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Green Grow the Salamanders - Shelf Life #11 (蠑螈發綠色螢光)
本短片介紹，發現與斑點鈍口螈共生的綠藻，在斑點鈍口螈細胞內發出綠色螢光，賴安-克奈伊(Ryan Kerney)團隊的研究工作。
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圖08. 斑點鈍口螈(Ambystoma maculatum)是胚胎學家非常熟悉的實驗動物。
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2010年以來，網路上查到四種，聲稱能行光合作用的動物，可是仔細分析：除了綠葉海天牛符合，能行光合作用的動物，這樣的稱呼之外。
註：台中市科學博物館，2016年352期館訊，黃興倬研究員，有為文介紹綠葉海天牛，題目是《巧能系異能者—會爬的葉子》。
a. 葉羊的葉綠體是從海藻「盜取」而得，而且無法長期存活於葉羊的細胞內！
b. 碗豆蚜蟲只是能自行合成類胡蘿蔔素(Carotenoid)的動物，離真正的光合作用應該還有一大段距離！而且耶魯大學的同行專家質疑：蚜蟲為何需要光合作用？
c. 斑點鈍口螈是細胞內有共生的單細胞綠藻，在幫牠進行光合作用。比較奇怪的反而是，兩者的共生關係，在斑點鈍口螈的胚胎時期就已經開始！
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看來綠葉海天牛，才是真正神奇的動物！居然能「盜取」海藻的葉綠體，以及控制葉綠體光合作用的基因，如假包換的行使著光合作用！
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