德国科学家利用光合作用的力量创造蝌蚪“呼吸”的新方式

据外媒报道，水陆两栖动物青蛙在其一生中拥有许多呼吸技术--通过鳃、肺和皮肤。现在，德国科学家已经开发出另一种方法，通过将海藻引入蝌蚪的血液中来供应氧气，从而使蝌蚪能够“呼吸”。根据10月13日发表在《iScience》杂志上的这项新研究，科学家称这种方法提供了足够的氧气，有效地拯救了缺氧蝌蚪大脑中的神经元。

慕尼黑大学的高级作者Hans Straka说：“海藻实际上产生了如此多的氧气，以至于它们可以使神经细胞恢复活力，如果你愿意的话。对许多人来说，这听起来像是科幻小说，但毕竟这只是生物计划和生物原理的正确结合。”

Straka正在研究非洲爪蟾（学名：Xenopus laevis）蝌蚪大脑中的耗氧量，当时他与一位植物学家的午餐谈话引发了一个将植物生理学与神经科学相结合的想法：利用光合作用的力量为神经细胞提供氧气。这个想法似乎并不牵强。在自然界中，藻类和谐地生活在海绵、珊瑚和海葵中，为它们提供氧气，甚至营养物质。为什么它们不能为像青蛙这样的脊椎动物提供氧气呢？

为了探索这种可能性，研究小组将绿藻或蓝藻注入蝌蚪的心脏。随着每次心跳，藻类通过血管蠕动，最终到达大脑，使半透明的蝌蚪变成了亮绿色。在这些蝌蚪身上照射光线，促使两种藻类向附近的细胞泵出氧气。

在将海藻分配到大脑后，研究人员将蝌蚪的头部分离出来，并将其置于一个含有必要营养物质的氧气泡泡浴中，以保持细胞的功能，使研究小组能够监测神经活动和氧气水平。当研究人员耗尽浴池中的氧气时，神经就会停止跳动并陷入沉默。然而，照亮蝌蚪的头部在15至20分钟内重新启动了神经活动，这比在没有海藻的情况下给浴池补充氧气快了大约两倍。复活的神经也表现得和氧气耗尽前一样好，甚至更好，这表明研究人员的方法是快速和有效的。

“我们成功地展示了这种方法的原理证明实验。它是惊人的可靠和稳健，在我眼里，是一种美丽的方法，”Straka说。“原则上的工作并不真正意味着你可以在最后应用它，但这是为了启动其他研究的第一步。”

虽然研究人员认为他们的发现有朝一日可能会导致对中风或缺氧环境（如水下和高海拔地区）所诱发的疾病的新疗法，但他们还远未准备好让海藻进入人类的血液循环。该团队的下一步是看看注射的海藻是否能在活的蝌蚪体内存活，并继续生产氧气，而不引起对动物造成严重破坏的免疫反应。

Straka还设想他的研究将使其他使用分离组织或器官的实验室受益。引入产氧藻类可以帮助这些组织茁壮成长，提高它们的存活率，有可能减少实验中对活体动物的需求。

“你必须有新的想法和新的概念来探索；这是科学的驱动方式之一，”Straka说。“如果你开拓思路，突然间，你可以从一个想法中看到所有的可能性。”