19世紀(jì)末，科學(xué)家被他們?cè)谀承貛ШＱ髣?dòng)物組織中觀察到的一些“黃色細(xì)胞”難住了，這些動(dòng)物包括?？⑸汉骱退浮?/span>

共生藻類的“黃色細(xì)胞”。| 圖片來源：Matthew R. Nitschke via PennState

他們開始好奇，這些細(xì)胞是動(dòng)物的一部分，還是一類獨(dú)立的生物？如果它們真的是一類獨(dú)立的生物，那么它們究竟是“寄生蟲”，還是會(huì)給宿主帶來一些好處的東西？

1882年，在發(fā)表于《自然》雜志的一篇論文中，愛丁堡大學(xué)的生物學(xué)家帕特里克·格迪斯（Patrick Geddes）提出，這些細(xì)胞不僅是獨(dú)立于宿主的截然不同的實(shí)體，而且對(duì)它們所生活的動(dòng)物也是有益的。他將它們歸類為一個(gè)新的屬，被命名為Philozoon。這個(gè)詞來自希臘語phileo和zoon的結(jié)合，前者的意思是“友愛”，而zoon則代表“動(dòng)物”。

34歲的帕特里克·格迪斯的肖像，此時(shí)距離他發(fā)現(xiàn)“黃細(xì)胞”已經(jīng)過去了幾年。| 圖片來源：LIBRARYBLOGS.IS.ED.AC.UK via PennState

然而不久之后，格迪斯很快改變了職業(yè)方向， 成了城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)方面的先鋒。隨著時(shí)間的推移，格迪斯在生物學(xué)上的貢獻(xiàn)基本上被遺忘了，而Philozoon這個(gè)名字也鮮少被提及。

如今，在格迪斯的論文發(fā)表一個(gè)多世紀(jì)后，一組國際研究團(tuán)隊(duì)重新研究了這些“黃色細(xì)胞”，這些細(xì)胞被確定為共生藻科（Symbiodiniaceae）中的光合藻類，它們也被稱為微藻共生體，能夠幫助動(dòng)物進(jìn)行光合作用。

在近日發(fā)表于《歐洲藻類學(xué)雜志》的論文中，團(tuán)隊(duì)利用現(xiàn)代技術(shù)全面地描述了格迪斯所研究的兩種藻類及6種相關(guān)的新藻類，將被“塵封多年”的Philozoon屬再次帶到了我們眼前。

事實(shí)上，我們現(xiàn)在已經(jīng)知道，微生物與大量多細(xì)胞生物都存在著共生關(guān)系，比如，組成我們?nèi)祟惸c道微生物組的細(xì)菌對(duì)我們的整體健康至關(guān)重要。但對(duì)于格迪斯來說，他在那個(gè)時(shí)代認(rèn)識(shí)到動(dòng)物體內(nèi)的“黃細(xì)胞”的生態(tài)意義絕對(duì)是走在時(shí)代前列的。

在新的研究中，團(tuán)隊(duì)從世界各地采集了各種動(dòng)物樣本，包括軟珊瑚、石珊瑚、水母和?？?。他們還從意大利獲得了一些樣本，那里正是格迪斯首次進(jìn)行他的原始研究的地方。

來自意大利那不勒斯的水母Cotylorhiza tuberculata體內(nèi)帶有共生藻類Philozoon medusarum。| 圖片來源：MARCO CANNAVACCIUOLO via PennState

科學(xué)家利用遺傳信息、外在的物理形態(tài)特征、生態(tài)特性以及地理分布等特點(diǎn)來定義豐富的Philozoon屬。他們發(fā)現(xiàn)，這些藻類存在于大量動(dòng)物體內(nèi)，而這些動(dòng)物的分布格外廣泛，從地中海到新西蘭再到智利都有它們的身影。這一事實(shí)讓團(tuán)隊(duì)意識(shí)到這些共生體的廣泛存在和分布。

團(tuán)隊(duì)記錄到，在分布范圍的最北和最南的緯度上，Philozoon屬所經(jīng)歷的水溫在冬季甚至可能低至4攝氏度，而在夏季，最高溫度可以接近32攝氏度。

地中海的單體珊瑚Balanophyllia europaea帶有Philozoon balanophyllum。| 圖片來源：PILAR CASADO-AMEZúA via PennState

共生藻科中的大多數(shù)藻類原本被認(rèn)為是以熱帶藻類為主，在熱帶，它們對(duì)珊瑚礁的形成至關(guān)重要。因此，在較寒冷的水域中發(fā)現(xiàn)并描述這些新物種強(qiáng)調(diào)了這些共生藻類在廣泛的環(huán)境條件下進(jìn)化和生活的能力。

科學(xué)家認(rèn)為，這些藻類有能力承受很大范圍的溫度，可能是由于它們?cè)谏闲率劳砥诤透率赖妮^冷時(shí)期變得更為多樣化。這種對(duì)一系列溫度的適應(yīng)可以保護(hù)它們以及與之相關(guān)的動(dòng)物，免受氣候變化的某些影響。類似的，對(duì)高緯度環(huán)境的適應(yīng)可能使Philozoon屬的物種能夠承受未來大氣二氧化碳水平的上升，這也有助于它們抵御海洋酸化的某些影響。

參與研究的生物學(xué)家托德·拉熱奈斯（Todd LaJeunesse）指出，盡管在19世紀(jì)末，其他一些科學(xué)家也在研究這些“黃細(xì)胞”，但格迪斯明確地認(rèn)識(shí)到了擺在他面前的證據(jù)的全部意義。

在描述細(xì)胞和宿主動(dòng)物之間的聯(lián)系時(shí)，格迪斯稱它們?yōu)椤皠?dòng)物地衣”，并寫道，“這種聯(lián)系遠(yuǎn)比地衣中真菌和藻類的聯(lián)系要復(fù)雜得多，它在生理學(xué)上確實(shí)是獨(dú)一無二的，甚至是動(dòng)植物之間相互作用的最高發(fā)展形式”。格迪斯在當(dāng)時(shí)極力主張，這些藻類是自然界中的共生。

地中海的?？鸄nemonia viridis體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了共生藻Philozoon actiniarum。| 圖片來源：PILAR CASADO-AMEZúA via PennState

現(xiàn)在，利用先進(jìn)的分子遺傳技術(shù)，在它們被發(fā)現(xiàn)一個(gè)多世紀(jì)后，這些藻類的“真面目”終于被揭開。

團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，仔細(xì)鑒定和分類共生藻類，對(duì)于了解依賴這些生物生存的海洋動(dòng)物的生物學(xué)和進(jìn)化至關(guān)重要。這也為廣泛研究溫帶海洋生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)物-藻類共生的生態(tài)作用奠定了基礎(chǔ)。

來源：原理

#創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)：

編譯：M?ka

#參考來源：

https://news.psu.edu/story/662867/2021/07/01/research/scientists-resurrect-forgotten-genus-algae-living-marine-animals

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09670262.2021.1914863

#圖片來源：

封面及文首：Matthew R. Nitschke via PennState

關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào)，在對(duì)話框：
回復(fù)【最新活動(dòng)】，了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識(shí)】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情