动物为什么不进行光合作用?

要是动物可以像植物一样进行光合作用给身体提供能量,不用吃饭,那岂不是很妙?可是我们似乎没有看到这样酷的动物,为什么呢?

一个合理的猜测是光合作用生成的能量物质不足以供给人的能量消耗。这个让我们来计算一下。小朋友们知道一个人一天消耗的热量大概是2000千卡。但是我们的皮肤假如能够光合作用,能够产生多少千卡的能量呢?我们似乎走进了死胡同,三个人都同意这个阳光给皮肤提供的能量没有办法估计。

好,我们再想想其它办法来估算这个问题。一个合理的假设就是一个人,如果不从吃其它东西来获取热量,一天需要吃相当于2杯生米煮成的饭。那么如果这个人自己进行光合作用,他需要在自己身上每天长出两杯米来,一年就需要大概720杯米。假如在田里长出每一杯米需要一个巴掌面积的土地,一年长两季,那么我们需要360巴掌大的光合作用皮肤。我们可以比划一下试试,我们的表面积有没有这么大?实际上这样估算还假设了我们的皮肤像田地一样,全部对着太阳,实际上我们身体在任何时刻都只有一半可以接受光照。所以我们的表皮面积不足以进行足够的光合作用来供应能量。

还有一个办法来估算,就是我们以另外的一个角度来看问题。一棵树的成长是相当慢的,这意味着能量收支平衡。如果要是像动物那样活动,维持心跳,呼吸,体温,可想而知能量就会入不敷出。

科学家们认为动物不进行光合作用的一个更重要的原因是演化过程中,基因走向了两个方向,决定两个不同的生物结构。动物是耗能型的,需要有肌肉,血管,还有及其耗能的大脑才能寻找到足够的食物。植物则尽可能的节约能量消耗,靠纤维管和蒸腾作用作为动力在身体里传输物质。向一个方向演化时,另一个方向的特征就没有优势得到保留。

虽然动物没有光合作用的基因,但是有的动物也可以靠绿藻在身体里进行光合作用提供氧气和营养,比如有一种水生动物海绵和绿藻就是这样。它们是共生关系,动物和植物细胞都是独立的,各自分裂繁殖的,就像我们肠道里的细菌和我们的关系一样。

最奇妙的是最近科学家发现了一种海蛞蝓,长得像树叶,并且是绿的(见图),还能进行光合作用。经深入研究,发现其光合作用不是共生的海藻,而是自己的细胞在进行,并且生成叶绿体的基因就在海蛞蝓的染色体里面,可以遗传。这是不是颠覆了我们的知识呢?科学家的猜测是绿藻的基因被海蛞蝓卵子俘获了,成为了海蛞蝓的基因组的一部分。