На мелководье восточного побережья США и Канады живет удивительное создание. Ученые изучают его не первый десяток лет, и чем дальше - тем невероятнее кажется это животное. Исследования продолжаются, потому что выяснить предстоит еще много, но то, что уже известно - не может не удивлять.
Некоторые моллюски из рода Elysia способны осуществлять фотосинтез при помощи украденных у водорослей хлоропластов! Они поедают растения, прокалывая радулой (специальный орган в ротовой полости моллюсков) клеточную стенку и высасывая содержимое. В организме моллюска переваривается все, кроме хлоропластов, которые накапливаются в эпителиальных клетках многочисленных выростов пищеварительной системы. Причем каждый вид кормится практически исключительно на своем виде водоросли: например, зеленая элизия (Elysia viridis) поедает только водоросль Codium tomentosum, черно-зеленая (E. atroviridis) - C. fragile, а зеленоухая (E. chlorotica) - вошерию (Vaucheria litorea). Последний вид - наиболее частый объект изучения этих уникальных животных.
Элизия имеет средний размер 2-3 сантиметра (до 6) и формой тела напоминает лист растения. Взрослые особи, из-за накопленных пластид, имеют ярко-зеленый цвет, личинки же - серые, невзрачные, с темными пятнами. В конце личиночной стадии моллюск безошибочно находит "свою" водоросль и буквально за сутки превращается во взрослую особь зеленого цвета. Хлоропласты распределяются равномерно по выростам пищеварительного тракта и очень плотно набиваются в специальные клетки. Такое явление ("кража" пластид) носит название клептопластии. Но для осуществления фотосинтеза хлоропласт имеет лишь 10% необходимых веществ, остальные же он берет из цитоплазмы растительной клетки. Как с этим справляется моллюск?
В результате исследования генома элизии был найден участок ДНК, кодирующий часть необходимых белков! Это значит, что моллюск заранее "готов" к присутствию хлоропластов и осуществлению фотосинтеза; более того, этот ген передается будущим поколениям. "Наевшись" водорослей и "украв" достаточное количество хлоропластов, элизия переходит к питанию посредством фотосинтеза - то есть ведет себя совершенно как автотрофное животное; и так она может существовать более 9 месяцев!. Если поместить моллюска на некоторое время в темноту, то часть хлоропластов погибнет, и он снова решит проблему, восполнив их недостаток поеданием водоросли. Откуда же взялся этот ген, помогающий фотосинтезу, у животного? Первоначальные исследования показали, что этот участок ДНК мог попасть в геном моллюска в результате горизонтального переноса генов, то есть напрямую от водоросли (а затем начал работать как часть его ДНК). В дальнейшем эти данные поставили под сомнение, и тут обнаружилась еще одна удивительная вещь.
Оказывается, все взрослые особи, оставив потомство, синхронно погибают, - это явление называется феноменом запрограммированной смертью. По данным исследований, в этом "виноват" вирус из семейства ретровирусов, живущий в клетках моллюска. В течение жизни вирус "спит", и активируется только после размножения своего хозяина. Вполне вероятно, что появление тех самых участков ДНК, кодирующих необходимые для фотосинтеза вещества, появились при участии вируса (в науке известны такие случаи переноса).
Точный механизм, как элизии удается сохранять жизне- и работоспособность украденных хлоропластов на протяжении столь длительного времени, пока неизвестен. Исследования на молекулярном уровне продолжаются. Открытие механизмов использования чужой ДНК будет очень полезно в медицине; так, при помощи "генной терапии", возможно, когда-нибудь удастся победить СПИД либо продлить человеческую жизнь.
Если вам понравилась статья, ставьте лайк и подписывайтесь на мой канал!
Читайте также:
Лейкохлоридий - гениальный паразит, превращающий щупальце улитки в "гусеницу"
Медицинская пиявка - где и как живет в природе
