《那些利用光合作用而生的动物们》（生命科学教育 2019-12-02）報道：
在你的认知中，哪些生物是以光合作用为生的呢？一般人大概立刻就能想到植物和藻类，但是事实上还有更多其他的物种。包括蝾螈，海蜗牛，巨蛤，海鞘，水母，珊瑚，海葵，水螅和海绵等等。这是怎么回事呢？为什么人就不能进行光合作用呢？
先来科普一下基础知识，（敲黑板，高中生物知识点来了，关于光合作用的认知！）
名词：
光合作用：发生范围(绿色植物)、场所(叶绿体)、能量来源(光能)、原料(二氧化碳和水)、产物(储存能量的有机物和氧气)。
1、光合作用的发现：
①1771年英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。
②1864年，德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
③1880年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。
④20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组向植物提供H218O和CO2，释放的是18O2;第二组提供H2 O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。
⑤光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？进入20世纪40年代，科学家开始用放射性同位素14C做实验研究这一问题。美国科学家卡尔文（M.Calvin， 1911-1997）（图5-14）等用小球藻（一种单细胞的绿藻）做实验：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。
2、叶绿体的色素：
①分布：基粒片层结构的薄膜上。
②色素的种类：高等植物叶绿体含有以下四种色素。A、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b；B、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，包括胡萝卜素和叶素。
3、叶绿体的酶：
分布在叶绿体基粒片层膜上(光反应阶段的酶)和叶绿体的基质中(暗反应阶段的酶)。
4、光合作用的过程：
①光反应阶段a、水的光解：2H2O→4[H]+O2(为暗反应提供氢)b、ATP的形成：ADP+Pi+光能—→ATP(为暗反应提供能量)
②暗反应阶段：a、CO2的固定：CO2+C5→2C3 b、C3化合物的还原：2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5
5、光反应与暗反应的区别与联系：
①场所：光反应在叶绿体基粒片层膜上，暗反应在叶绿体的基质中。
②条件：光反应需要光、叶绿素等色素、酶，暗反应需要许多有关的酶。
③物质变化：光反应发生水的光解和ATP的形成，暗反应发生CO2的固定和C3化合物的还原。
④能量变化：光反应中光能→ATP中活跃的化学能，在暗反应中ATP中活跃的化学能→CH2O中稳定的化学能。
⑤联系：光反应产物[H]是暗反应中CO2的还原剂，ATP为暗反应的进行提供了能量，暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供了原料。
6、光合作用的意义：
①提供了物质来源和能量来源。
②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。
③对生物的进化具有重要作用。总之，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
7、影响光合作用的因素：
有光照(包括光照的强度、光照的时间长短)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用)和水等。这些因素中任何一种的改变都将影响光合作用过程。如：在大棚蔬菜等植物栽种过程中，可采用白天适当提高温度、夜间适当降低温度(减少呼吸作用消耗有机物)的方法，来提高作物的产量。再如，二氧化碳是光合作用不可缺少的原料，在一定范围内提高二氧化碳浓度，有利于增加光合作用的产物。当低温时暗反应中(CH2O)的产量会减少，主要由于低温会抑制酶的活性;适当提高温度能提高暗反应中(CH2O)的产量，主要由于提高了暗反应中酶的活性。
8、光合作用过程可以分为两个阶段,即光反应和暗反应。
前者的进行必须在光下才能进行，并随着光照强度的增加而增强，后者有光、无光都可以进行。暗反应需要光反应提供能量和[H]，在较弱光照下生长的植物，其光反应进行较慢，故当提高二氧化碳浓度时，光合作用速率并没有随之增加。光照增强，蒸腾作用随之增加，从而避免叶片的灼伤，但炎热夏天的中午光照过强时，为了防止植物体内水分过度散失，通过植物进行适应性的调节，气孔关闭。虽然光反应产生了足够的ATP和〔H〕，但是气孔关闭，CO2进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少，影响了暗反应中葡萄糖的产生。
9、在光合作用中：
a、由强光变成弱光时，[产生的H]、ATP数量减少，此时C3还原过程减弱，而CO2仍在短时间内被一定程度的固定，因而C3含量上升，C5含量下降，(CH2O)的合成率也降低。
b、CO2浓度降低时，CO2固定减弱，因而产生的C3数量减少，C5的消耗量降低，而细胞的C3仍被还原，同时再生，因而此时，C3含量降低，C5含量上升。
接下来请看以下整理的内容，那些为阳光而生的动物们：
绿叶海蜗牛
这种远看就像是一片绿叶的生物是一只绿叶海蜗牛(Elysia chlorotica)，它能从自己吞食的藻类中获取叶绿体。这些叶绿体被储存在它的内脏细胞内，使它的身子呈现出一种独特的绿色。
其他种类的海蜗牛每隔数天或数周就必须更换自己体内的叶绿体，但是绿叶海蜗牛可以将叶绿体在自己的体内保存长达数月。一旦一个成年个体体内的叶绿体数量达到饱和，它可以在长达10个月的时间内不用进食，完全依赖光合作用存活。
在一些裸鳃类动物中都分别进化出了光合作用的能力，其中很多亚种和某些共生藻达成共生关系。这些动物一般会从它们食用的珊瑚和海葵中获取共生藻类，并从中获得自身所需的叶绿体。
阿克尔扁形虫
这些棕色圆盘是生活在白色珊瑚上的阿克尔扁形虫(Acoel flatworms)，其棕色颜色来自其体内细胞中的共生藻类。
其他很多扁形虫也存在光合作用现象，如亮绿色的Symsagittifera roscoffensis体内就寄生有一种名为Tetraselmis convolutae的藻类。在英国和法国的大西洋沿岸可以发现大量这种扁形虫，不过人们很容易会将它们误认为是海藻。而另外一些呈锈褐色的扁形虫种类，如“Convolutriloba retrogemma”则是海洋水族馆中常见的虫害，几乎可以达到瘟疫的地步。
斑点蝾螈
人们很久之前便知道，一些两栖动物产下的蛋外面有一层果冻般的包裹体，这层包裹体中生长有藻类。这是一种和谐的共生关系：藻类可以消耗蛋产生的废弃物，并为它提供氧气。
而现在研究发现一种名为斑点钝口螈的斑点蝾螈，其胚胎内部的细胞中竟然寄生有一种名为“Oophila amblystomatis”的单细胞藻类。这种藻类似乎可以为它的寄主细胞提供食物。如果这一发现被证实，它将成为迄今已知的唯一一个脊椎动物细胞内藻类共生的案例。
兜底朝天的水母
世界各地生活着多种朝天水母。之所以会有这么个有趣的名字，是因为它们有一个很有意思的生活习性，那就是兜底朝天地在浅海或红树林沼泽中漂浮。它们这样做并非为了玩耍，而是为了最大程度的让最多的阳光照射到寄生在它们触手中的藻类。
某些生活在潟湖中的水母，如珍珠水母(Mastigias papua)，在它们的细胞中也寄生有藻类。而在太平洋帕劳岛上著名的水母湖中生活着大量的金色的水母，它们正是珍珠水母的一个亚种。
绿色水螅
这种小动物就生活在我们身边最普通的小池塘中，在农村的小河和池塘中绿色水螅非常常见。它们的身体之所以呈现绿色，也正是因为它们体内生活着的绿色单细胞藻类的缘故。
在绿色水螅体内寄生的这种小球藻无法独立在自然界中生存。它们已经完全适应寄主体内的寄生生活，甚至它们繁殖的分裂周期也和寄主细胞的分裂周期完全一致。而当水螅进行有性生殖，这些藻类则通过卵传递给下一代的水螅。
帆水母
这是水母的一位近亲：帆水母。顾名思义，它能够“见风使舵”，借助风力在海面上飘动游走，并用下垂的触丝捕捉猎物。每一个帆水母都是一个大型社区，其体内生活着无数微小的寄生藻类。
沟迎风海葵
许多海葵部分是可以进行光合作用的。沟迎风海葵(Snakelocks anemone)生活在东大西洋，从地中海向北一直延伸到英国附近水域。其触手中同样存在寄生藻类。
另一种海葵拥有不同的寄生体：极具攻击性的华丽海葵是一种在北美洲太平洋沿岸非常常见的海葵品种，其体内可能含有一种名为虫绿藻的藻类，而非一般常见的共生藻，或者两种藻类在其体内共存。
巨蛤
世界上生活有多种主要依靠光合作用生活的巨蛤，其中就包括这种长砗磲(Tridacna maxima)。每当白天来临，这些巨蛤就会张开外壳，尽可能多的让阳光照射。其体内含有共生藻。事实上巨蛤还不是唯一一种可以进行光合作用的贝壳类动物，一些体型更小的双壳类动物的体内同样有藻类寄生。
巨型桶状海绵
巨型桶状海绵对于曾在加勒比海潜水的人而言一定不会陌生，它的体内细胞中含有藻青菌。
这些海绵也可以失去这些体内的寄生者，从而变得“漂白”，这和珊瑚的情形非常相似。
对于一些海绵种类而言，周期性的漂白是一种正常生理现象。事实上这些海绵的体内寄生有远远不止一种生物，包括并不进行光合作用的真菌和细菌，当然还有进行光合作用的藻类。一些海绵拥有硅质骨骼，并且至少已知有一种海绵拥有类似光纤的骨骼系统，它可以将光线传导给位于身体深处因而接触不到阳光的细胞中。
谢选骏指出：人説“那些利用光合作用而生的动物们”——我看莊子的真人、道士的成仙，不就是希望人類可以“利用光合作用而生”嗎？
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