古早古早，有一隻單細胞藻類被照了紫外光...然後...

C. paradoxa. 圖片取自維基百科

Cyanophora paradoxa是一種淡水藻類，有兩根鞭毛，屬於灰藻（glaucophytes）的一種。這種藻類有兩個「葉綠體」（cyanelle），負責進行光合作用。這個「葉綠體」跟高等植物的葉綠體不太一樣，它還保有類似細菌的肽聚糖（peptidoglycan），所以被認為有可能是植物的祖先之一。

對植物有基本了解的人，大概都知道植物有所謂的六大賀爾蒙：生長素（auxin）、細胞分裂素（cytokinin）、乙烯（ethylene）、離層酸（ABA）、吉貝素（GA）以及蕓苔素（BR）。但是，賀爾蒙一般是用來協調多細胞生物的生長發育，對單細胞生物來說，應該不需要這些「豪華裝備」吧？

最近，有個研究團隊想要測試看看單細胞植物是否也對賀爾蒙有反應。他們選了六大賀爾蒙裡面的乙烯與離層酸。選這兩種，可能是因為這兩種賀爾蒙對植物面對壓力時的反應很重要，畢竟即使是單細胞藻類也會面臨壓力。相對來說，其他四種賀爾蒙可能對單細胞植物沒有那麼重要。

於是他們使用了乙烯的前驅物ACC（0.5 mM、1 mM和5 mM）與ABA（100 μM）來處理C. paradoxa。讓他們大感驚訝的，C. paradoxa可以將ACC轉化為乙烯，而且感應到乙烯之後，C. paradoxa除了會產生自由基（ROS）、出現生長抑制現象之外，還會表現出一些與衰老有關的蛋白酶；但是研究團隊無法找到任何與高等植物的ACC合成酶或ACC氧化酶相似的基因。

當然，找不到類似於高等植物的ACC合成酶或ACC氧化酶的基因，並不代表就一定沒有，畢竟他們發現C. paradoxa可以把ACC轉為乙烯。有可能C. paradoxa有相同功能但長得很不一樣的酵素，也有可能C. paradoxa是使用完全不一樣的機制來合成乙烯。不過，從這個研究看來，C. paradoxa顯然也能感知ACC，但是目前並不知道它是否能合成ACC。

另外，研究團隊也發現，當他們用UV-B（短波紫外光）或滲透壓等非生物壓力處理C. paradoxa時， 它也會產生乙烯。

另外，以ABA處理C. paradoxa會使它產生自由基，且與乙烯信息傳導有互動。當他們同時使用ACC和ABA來處理C. paradoxa的時候，產生的乙烯比單獨使用ACC少了一半，但是產生的自由基卻增加了。

這些結果告訴我們，乙烯與ABA所主導的壓力反應機制，可能在植物還沒有「登陸」之前就有了。這想想也蠻合理，畢竟只要有環境就會有壓力，生物總是要處理壓力反應的；只是，單細胞生物分泌乙烯，究竟是只有自己用？還是與旁邊的藻類分享，讓大家一起做出壓力反應，一起「共體時艱」？這就不知道了。

參考文獻：

Genot, B., Grogan, M., Yost, M., Iacono, G., Archer, S. D., & Burns, J. A. (2024). Functional stress responses in Glaucophyta: Evidence of ethylene and abscisic acid functions in Cyanophora paradoxa. Journal of Eukaryotic Microbiology, e13041. https://doi.org/10.1111/jeu.13041