老葉的植物王國

  綠草履蟲。圖片來源： 維基百科 綠草履蟲（ Paramecium bursaria ）是一種原生生物，體內常有小球藻與之維持共生關係。但是科學家發現，這個共生關係的維持，並不是想像中的那麼和諧。在黑暗中，綠草履蟲會吞噬小球藻做為食物！但是小球藻並不會被吃光光，所以，這兩種生物之間的平衡是怎麼維持的？ 最近的研究（尚未經過同儕審查）發現，當綠草履蟲吞噬小球藻後，小球藻的核糖核酸（RNA）會被綠草履蟲分解成小分子RNA。這些小分子RNA的序列類似於綠草履蟲本身的基因，使得這些相對應的基因表現量下降，而這些基因的表現量下降，對綠草履蟲來說，會讓它的時鐘好像被撥回到開始與小球藻進行共生關係的初期，於是綠草履蟲又可以跟小球藻維持和諧了。 當研究團隊把綠草履蟲的RNAi機制關掉後，便會使得小球藻所釋放出來的RNA無法去干擾綠草履蟲的基因表現，這些綠草履蟲的生長速度便變得非常慢了。（當然不能排除關掉RNAi機制可能會影響到其他的因素，但在實驗室的環境下，至少不會有外敵入侵，所以不用擔心這部分） 所以藉由小球藻釋放出來的小分子RNA，綠草履蟲與小球藻維持著和諧的共生關係。 參考文獻： Emergent RNA-RNA interactions can promote stability in a nascent phototrophic endosymbiosis Benjamin H. Jenkins, Finlay Maguire, Guy Leonard, Joshua D. Eaton, Steve West, Benjamin E. Housden, S. Milner David, Thomas A. Richards bioRxiv 2021.04.11.439338; doi: https://doi.org/10.1101/2021.04.11.439338

  小球藻。圖片來源： 維基百科 。 在日本作為保健食品的小球藻（ Chlorella vulgaris ）從前寒武紀就出現在地球上。1890年被拜耶林克（Martinus Willem Beijerinck，1851-1931）發現，到了1990年代初期因為高蛋白含量（佔乾重的42-58%）受到注意。目前日本是小球藻的最大消費國。 除了人，許多動物（如大型蚤 [ Daphnia magna ] 與 Simocephalus sp.）也吃小球藻。最近威爾斯史雲斯大學的研究團隊發現，在大型蚤吞噬小球藻後，小球藻會感染大型蚤的育雛袋（brood pouch），殺死育雛袋內的卵，造成大型蚤後代數目減少。 未受感染的大型蚤。圖片來源： 維基百科 。 受感染的大型蚤。圖片來源： Royal Society Open Science 有沒有可能這些大型蚤就是比較容易被感染呢？當研究團隊以月芽藻（ Raphidocelis subcapitata ）來餵食大型蚤時，月芽藻無法感染大型蚤，顯示這應該是小球藻所具備的能力，而非研究團隊所養殖的大型蚤比較脆弱。 我們總想像在生物界中，如小球藻等植物在被吃的時候，就只能無可奈何地成為食物。雖然也有許多植物會藉著產生毒素或長刺來避免自己被吃，但如小球藻這般積極地攻擊宿主還是第一回。 究竟小球藻是如何成功發展出這樣的機制，還需要更多後續的研究。 參考文獻： Dania Albini et. al., 2020. Turning defence into offence? Intrusion of cladoceran brood chambers by a green alga leads to reproductive failure. Royal Society Open Science. https://doi.org/10.1098/rsos.200249