海带是动物还是植物

很多人都以为海带是一种水生植物,但是细究起来的话,海带其实并不能算作植物,因为它和某些动物的关系,要比跟植物的关系近多了。

海带:不是植物,也不是动物 我可能只是一碟凉菜

海带之所以经常被认为是植物,就在于它保留了光合作用功能和能固定生长,这和植物的确太相似了,但是从进化过程、生理特征以及细胞结构上来说,海带都与植物有很大差别,比如植物大都有根、茎、叶,但海带并没有。

等下,海带不是有根有叶吗?其实,海带所谓的根并不能像植物一样吸取水和养分,而是为了固定自身而抓取在某一处的固着器,实际上相当于它的“手”。海带宽大的叶片,确实像植物的叶子,但是通常海带只有那一片“叶子(生物学上并不认为是叶子,而是叫做叶状体)”,而大多数植物都会有很多叶子。海带的“叶子”在结构和功能上也和植物叶子不一样,虽然它们的能量获取方式也主要靠光合作用,但却与植物叶片的光合作用有根本上的不同。

现代生物分类很复杂

地球上现生的物种以百万计,千变万化,各不相同,如果不予分类,不立系统,便无从认识,难以利用。人类在很早以前就能识别物类,给以名称。汉初的《尔雅》把动物分为虫、鱼、鸟、兽4类。古希腊哲学家亚里士多德采取性状对比的方法区分物类,如把热血动物归为一类,以与冷血动物相区别。近代分类学诞生于18世纪,它的奠基人是瑞典植物学者林奈。林奈把自然界分为植物、动物和矿物三界,把生物分为两大类群:固着的植物和行动的动物。

随着生物科学的发展,这个两界系统暴露出了不少问题。最初的问题产生于中间类型,如眼虫综合了动植物两界的双重特征,既有叶绿体而能进行光合作用,又能行动而摄取食物。植物学者把它们列为藻类,称为裸藻;动物学者把它们列为原生动物,称为眼虫。中间类型是进化的证据,却成为分类的难题。为了解决这个难题,人们建议成立一个由低等生物所组成的第三界,取名为原生生物界,包括藻类、原生动物类、原生菌类。大部分的原生生物为单细胞,是真核生物中最原始的类群。有些原生生物的演化分支很显然的延伸入植物界、真菌界和动物界中。总之,原生生物是许许多多独立起源的生物的总称,代表了极高的进化多样性。由于多样性太高,原生生物与整个真核生物的分类进化关系也一直存在许多争议。

海带:不是植物,也不是动物 我可能只是一碟凉菜

人们通过研究生物DNA间的关系,摸索出它们在进化树上的相互关系,并重新分配了生物分类级别,分别为域、界、 门、纲、目、科、属、种。域有三大分类,分别是细菌域、古菌域、真核生物域。而动物与植物被降级到了“界”级,只是真核生物域中普通的两员。

海带不是植物为什么能光合作用

这是因为海带的祖先吞噬了一种能进行光合作用的细菌(虽然听起来有些匪夷所思,但这是目前最有力的解释了),后来这些细菌在海带祖先的体内形成了一种共生共荣的现象,也可以说它们早已经合二为一,成了一种生物。两者基本融为一体,从而向着自养的方向进化,自养之路需要更大的表面积与更固定的形态,所以开始向着接近植物的形态进化。最后海带长得越来越像植物,也能通过光合作用生存。

看起来好像很复杂,让我们从头开始捋。

生命的演化经历了几个重要阶段。最初的生命应是非细胞形态的生命,病毒就是非细胞生物。从非细胞到细胞是生物发展的第二个重要阶段。早期的细胞是原核细胞,这种生物称为原核生物(细菌、蓝藻)。原核细胞构造简单,没有核膜,没有复杂的细胞器。从原核到真核是生物发展的第三个重要阶段。真核细胞具有核膜,整个细胞分化为细胞核和细胞质两个部分:细胞核内具有复杂的染色体装置,成为遗传中心;细胞质内具有复杂的细胞器结构,成为代谢中心。从单细胞真核生物到多细胞生物是生命史上的第四个重要阶段。随着多细胞体形的出现,发展出了复杂的组织结构和器官系统,最后产生了高级的被子植物和哺乳动物。

在地球上刚出现生命的时候,都是一些非细胞形态的微生物,这个时候并没有动物和植物的区别,后来演化出了原核细胞生物细菌域和古菌域。这些生物有的开始以接收太阳光能为能量获取方式,有的以吞噬其他生物为能量获取方式,这种分化导致动物和植物的雏形出现了。在细菌域里面,值得一提的是蓝藻(也叫蓝细菌):它能够进行光合作用,是最早的光合放氧生物,对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用。

海带:不是植物,也不是动物 我可能只是一碟凉菜

蓝藻可以产生氧气

而古菌域里涌现出了具有真正细胞核的真核生物。这时候,动植物开始走向分化。根据基因融合的状况,研究人员确认了真核生物在进化上可以分为单鞭毛生物和双鞭毛生物两大类,前者的细胞(或祖先细胞)拥有单个鞭毛,发展出真菌、动物、变形虫等。而双鞭毛生物,其细胞(或祖先细胞)在前部具有两条鞭毛,发展出红藻、绿藻及陆地植物、囊泡虫等。

海带:不是植物,也不是动物 我可能只是一碟凉菜

双鞭毛生物主要分成两支。其中的一支的祖先,在大约16亿年前发生了一个非常重要的事件:它吞了一个能进行光合作用的蓝藻,但并没有把它消化掉,而是在体内养了起来。然后它们就形成了一个内共生的关系——蓝藻通过光合作用制造养分供给真核细胞,真核细胞为蓝藻提供安全的生活环境。如此,演化出了红藻、灰藻、绿色植物、隐藻等类群。

吞下去的蓝藻变成了叶绿体,整个共生体就变成了植物。那么,其他那些既可以进行光合作用又不是植物的生物是怎么来的呢?

这种内共生还可以分为原发性和继发性。原发性内共生是一个细胞被另一种自由的活生物体吞没。当原发性内共生的产物被另一种游离的真核生物吞噬并保留时,就会发生继发性内共生。比如某一支生物可以吞一个红藻、隐藻等形成第二次内共生,也有了光合作用的能力。这种现象可以重复多次发生。继发性内共生可以发生好几次,并导致了藻类和其他真核生物的极其多样化的群体。

双鞭毛生物的另外一支有一类茸囊生物,通过吞下隐藻获得了光合作用的能力,然后分化成了囊泡虫和茸鞭生物两大类。

先来看囊泡虫。它虽然获得了叶绿体,但是好像不太珍惜,所以后来它的有些支系把叶绿体丢掉了,其中最有名的代表生物就是草履虫。当然也有继续保留光合作用的生物,比如甲藻,它们大多是海洋里的浮游生物,但是繁殖过多会形成赤潮,造成危害。

茸鞭生物也有些支系把光合作用的能力丢掉了,后来也变成寄生虫了。比如让金鱼长白毛的水霉和让马铃薯全部毁灭的疫霉。

当然,也有继续保留光合作用能力的,演化出一大群黄色藻类,包括硅藻、金藻、黄藻、褐藻等。海带就是褐藻的一种。

现在你可能会明白为什么海带不是植物了。尽管它不能动,也能进行光合作用,但是它的祖先很早就跟植物分开了。它属于保留了光合作用的茸鞭生物,也有人认为海带属于囊泡虫界,实际上这两者都属于茸囊生物,其亲缘关系很近,所以海带与草履虫这种较为原始的动物的关系,是要比植物类生物更为接近的。

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