還記得哈利·波特系列電影中,當主角哈利·波特吃下魚鰓草,在脖子上長出魚鰓,從而可以在水下呼吸的片段么?現在,光怪陸離的海底世界還是人類的生命禁區,如果人類真的有一天移居到海洋,首先遇到的問題就是如何正常呼吸,
發現:默契共生蠑螈體內寄生藻類
蠑螈是一種兩棲動物,在繁殖下一代時,它們不是把翡翠般的卵產在陸地上而選擇在水中。水中有胚胎呼吸需要的氧氣嗎?當然有。加拿大科學家在對蠑螈研究時發現,在蠑螈的細胞內都有一種能光合作用的藻類,為蠑螈胚胎水下呼吸提供必需的氧氣。在細胞外圍還環繞著一些線粒體,這正是氧氣和葡萄糖結合產生能量的地方。線粒體之所以集中在藻類細胞的周圍,是為了能夠最大限度地利用藻類產生的氧氣和碳水化合物。
意義:顛覆傳統海藻與脊椎動物共生
科學家還發現,雌性蠑螈的生殖系統內也有這種藻類存在。也就是說,蠑螈是通過繁殖將藻類傳遞給下一代的,蠑螈和藻類的共生關系可以通過繁殖無限傳遞下去。
實際上,共生關系在自然界并不稀奇,但脊椎動物的細胞有非常“嚴格”的免疫系統,如果細胞發現了不認識的外來客,會毫不留情將它殺死。因此在脊椎動物的細胞內存在共生現象幾乎是不可能的。不過,這項新發現卻顛覆了傳統的科學觀點。是蠑螈體內的細胞自主關閉了免疫系統,還是這種藻類有著避開免疫機制的本領?或許這些都有可能。
試想:植入人體水下呼吸或成真?
既然藻類能為蠑螈胚胎提供水下呼吸所必需的氧氣,那么如果將這種藻類植入人類的生殖細胞,而且不被人體的免疫系統殺死的話,人類豈不是也可以依靠藻類提供的氧氣在水下自由呼吸?我們能想到的,科學家們當然早想到了。
不過生物學家指出,人類想要通過這種方法實現水下呼吸,仍有很長的路要走,因為脊椎動物細胞可能會排斥這種藻類。更何況,目前存在的共生關系大部分是建立在動物和微生物之間的,而寄生在體內細胞這種共生關系則比較少見。實現水下呼吸并不是件容易的事,更需要進行大量的試驗。
鏈接:
澳洲科學家水下生活12天
靠綠藻呼吸靠騎車發電
在水下生活是什么感覺?澳大利亞冒險家勞埃德·戈德森能回答我們。這位海洋生物學家曾在2007年在湖底“住”了2個星期。當時年僅29歲的戈德森把自己關在一個近6平方米大的密封艙里,沉入到澳大利亞新南威爾士州奧爾伯里市附近的一個湖中,過起了“水下自給自足生活”。他通過踩踏自行車,將動能轉化為電;利用尿液浸泡海藻,使海藻吸收房間內的二氧化碳,并排出生存用的氧氣。至于飲用水和食物,戈德森主要依靠一種新技術來抽取空氣中的水蒸氣并使之液化,饑餓時則以干海藻為食。海洋生活5大猜想
如果可以毫無限制地在水下暢行無阻,人類可以活出什么新花樣呢?之前就有媒體先入為主地暢想了人類未來的海洋生活。
猜想1:戴上“頭盔”交流
假如人類生活在海洋里,與海洋動物交流是十分必要的,人們將利用特殊的“頭盔”和它們交流。“頭盔”能夠接收動物“講話”時發出的聲波,并將聲波轉換成人類理解的語言。同樣,它也可以把人的語言轉換成動物能夠理解的語言。
猜想2:發展海洋時代農業
也許未來的某一天,由于氣溫上升導致海洋淹沒了整個大陸,但人類并沒有因此而放棄種植糧食。人類建造了漂浮在海面上的人工溫室,種植通過基因技術優選出來的谷物。這些谷物長得并不高,但可深深扎根于人工土壤中,能抵御暴風雨的襲擊。
猜想3:用光纖傳送陽光
假如人類生活在海洋里,海洋深處一片黑暗,人們可以利用光纖傳送陽光來照明。首先,人們在地球表面安裝大量的太陽光采集器,然后用特殊設備把匯集起來的太陽光通過光纖傳送到海洋深處的人類居住區。猜想4:建造潛水式城市
未來,人類將生活在形狀像飛碟般能潛入海底的海洋城市里。風平浪靜時,海洋城市會漂浮在海面上,打開上部的透明罩沐浴著陽光和海風:波濤洶涌時,海洋城市會下潛到海洋深處享受海底的安寧。它也能夠像候鳥一樣隨著季節的變換遷徙,使人們始終生活在四季如春、氣候適宜的海洋環境里。
猜想5:坐在魚背上旅行
假如人類生活在海洋里,那么交通工具就和現在的大不一樣了。人類可以利用各種大型的魚類作為交通工具,在魚背上安裝座位,坐在魚背上暢游海底世界,而不再為能源危機而苦