Мы знаем с детства, что растения — это организмы, умеющие консервировать солнечный свет в сахаре. Животные на то и животные, что способны питаться только готовой органикой. Так ведь?
Да, но нет. Elysia chlorotica категорически не согласна с природным запретом на автотрофных животных. Она состоит в дальнем родстве с улитками и может по праву называться солнцеедом. Элизия выглядит как салатный лист плавающий в солёных заводях Северной Америки.
Посидев на свету, элизия насыщается органикой, которую "варит" самостоятельно. Благодаря мышечным клеткам это существо прекрасно движется в толще воды.
Как она это делает? Могут ли другие животные обучиться искусству фотосинтеза и прекратить взаимное пожирание?
Поведение моллюсков даёт ответы на все вопросы. Иногда их можно застукать за объеданием водоросли вошерии. Тёрка-радула снимает один слой клеток за другим. Пищевые частицы отправляются в кишку. Дальше наступает время магии.
Кишечник элизии не просто разветвлённый. Он дробится, пока не станет мириадами тончайших трубок, что пронизывают всё тело животного. Ферменты переваривают растительные клетки, но не трогают хлоропласты. Зелёные органеллы попадают на мерцательный эпителий, который проталкивает их в дивертикулы.
Ворованные хлоропласты оказываются заперты в живом лабиринте. Теперь их судьба — работать во благо нового хозяина. Элизия снабжает органеллы хлорофиллом и всеми необходимыми белками, лишь бы те продолжали её кормить.
Каждый помнит со школьной скамьи, что хлорофилл — это зелёная штука у растений. Те, кто не спали хотя бы на половине уроков, могут припомнить: хлорофилл как-то участвует в получении сахаров и кислорода из углекислого газа и воды.
Прозрение номер раз: хлорофилл по структуре своей напоминает обычный гем, входящий в состав гемоглобина. Прозрение номер два: хлорофилл — это пигмент, то есть вещество, способное поглощать кванты света. Прозрение номер три: хлорофилл образует комплексы с белками. А белки часто выступают в роли биокатализаторов.
Катализаторы — это вещества, которые выступают посредниками в неких реакциях. Допустим, у нас в пробирке есть хлорофилл, углекислый газ и вода. Ничего не происходит. Включим свет. Фотоны будут врезаться в молекулу пигмента, который передаст возбуждение на молекулу белка. Она получает энергию и начинает видоизменяться. Словно робот на солнечной батарее, белки хлоропластов склеивают углерод, кислород и водород в длинные цепочки. Так образуется сахар, а кислород выделяется в атмосферу как побочный продукт.
Реакции фотосинтеза длинные, сложные, и подробно изучаются в профильных вузах. Для их течения нужно много других веществ.
Элизия вырабатывает их самостоятельно. У данного моллюска есть 52 гена водоросли вошерии. Вот это уже любопытно. Остаётся неясным, как эта воровка умудрилась встроить в свою ДНК растительные гены. Возможно, в деле горизонтального переноса генов поработали вирусы.
Чем примитивнее существо, тем с большей лёгкостью оно заимствует чужие клеточные структуры. Естественно, у высших животных такой фокус не пройдёт. Их иммунная система порвёт любой ксенобелок ещё на подлёте.
Элизии практически не растут в неволе, становятся чахлыми, бледными и болезными. И закончится всё скорее всего массовыми вымиранием моллюсков в отдельно взятом аквариуме.
Elysia chlorotica наглядно показывает фундаментальное родство между растениями и животными. Мы с ними близки, хотя наши пути разошлись очень давно.
Автор: Никита Игнатенко
Источники:
1. Rumpho-Kennedy, M.E., Tyler, M., Dastoor, F.P., Worful, J., Kozlowski, R., & Tyler, M. (2006). Symbio: a look into the life of a solar-powered sea slug.
2. Rumpho ME, Worful JM, Lee J, et al. (November 2008). "Horizontal gene transfer of the algal nuclear gene psbO to the photosynthetic sea slug Elysia chlorotica". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (46): 17867–17871. doi:10.1073/pnas.0804968105. PMC 2584685. PMID 19004808.