Diese Meeresschnecke ernährt sich durch Photosynthese vom Sonnenlicht

Nach jahrzehntelanger Suche haben Wissenschaftler endlich direkte Beweise dafür gefunden, dass die smaragdgrüne Meeresschnecke (Elysia chlorotica) Gene von den Algen nimmt, die sie frisst, um Photosyntheseprozesse durchzuführen, genau wie eine Pflanze. Dies bedeutet, dass es die gesamte Energie, die es benötigt, aus dem Sonnenlicht beziehen kann, so dass es monatelang ohne Nahrung überleben kann.

“ Es gibt keine Möglichkeit auf der Erde, dass Gene von einer Alge in einer tierischen Zelle arbeiten sollten „, sagte Sidney K. Pierce von der University of South Florida in den USA erzählte Diana Kenney vom Marine Biological Laboratory Blog. „Und doch tun sie es hier. Sie ermöglichen es dem Tier, sich auf Sonnenschein für seine Ernährung zu verlassen. Wenn also etwas mit ihrer Nahrungsquelle passiert, haben sie eine Möglichkeit, nicht zu verhungern, bis sie mehr Algen zum Fressen finden.“

Wissenschaftler wissen seit über 40 Jahren, dass die smaragdgrüne Meeresschnecke Chloroplasten – Organellen in Pflanzen- und Algenzellen, die die Photosynthese erleichtern – von den gelbgrünen Algen, die sie frisst, Vaucheria litorea, nimmt. Dieser Prozess, der als Kleptoplastik bezeichnet wird, ermöglicht es den Chloroplasten, die Photosynthese in ihrem neuen Schneckenhaus bis zu neun Monate nach dem Transfer von den Algen fortzusetzen. Durch Photosynthese produziert die Meeresschnecke Lipide, wenn die Energie des Sonnenlichts mit Wasser und Kohlendioxid kombiniert wird, wodurch sie alle Nährstoffe erhält, die sie benötigt, ohne dass zusätzliche Nahrung erforderlich ist.

Aber wie genau die smaragdgrüne Meeresschnecke es schafft, diese Organellen so lange in Ordnung zu halten, hat sich als frustrierend komplexes Rätsel erwiesen – eines, das durch ein Experiment von Forschern der Universität Düsseldorf in Deutschland im Jahr 2013 nicht einfacher wurde. Das Team gab ihren smaragdgrünen Meeresschnecken ein Medikament, das die photosynthetische Aktivität in ihren Zellen vollständig stoppte, aber die Schnecken überlebten immer noch 55 Tage ohne Nahrung. Wie Marissa Fessenden bei Smithsonian erklärt.sie endeten jedoch etwas kleiner und blasser, so dass das Essen nicht in die Irre gegangen wäre, wenn ihnen es angeboten worden wäre, aber es war ein Beweis dafür, dass die Organellen, die sie von ihrer letzten Algenmahlzeit ‚gestohlen‘ hatten, irgendwie immer noch für sie arbeiteten.

Was sehr seltsam ist, wie Ferris Jabr für Scientific American erklärt:

„Um Photosynthese zu betreiben, hängen die Chloroplasten in einer Alge von vielen Genen im eigenen Zellkern der Alge und den Proteinen ab, für die sie kodieren. Chloroplasten aus Algenzellen zu reißen und sie zu bitten, Nahrung im Darm einer Schnecke herzustellen, ist, als würde man erwarten, dass die untere Hälfte eines Mixers einige Karotten ohne Klinge und Glas püriert.“

Also, wo sind diese Gene, von denen die Chloroplasten abhängen? Pierce und seine Kollegen, die Biologen Julie Schwartz und Nicholas Curtis, beschlossen, sie ein für alle Mal zu finden. Das Team berichtete im Biological Bulletin und verwendete fluoreszierende DNA-Marker, um die Gene der Algen zu verfolgen, als sie in das genetische Material von jugendlichen und erwachsenen smaragdgrünen Meeresschnecken gelangten. Und zum ersten Mal beobachteten sie, wie diese Gene ein Enzym produzierten, das für die richtige photosynthetische Funktion der Chloroplasten entscheidend ist.

„Dieses Papier bestätigt, dass eines von mehreren Algengenen, die benötigt werden, um Schäden an Chloroplasten zu reparieren und sie funktionsfähig zu halten, auf dem Schneckenchromosom vorhanden ist“, sagte Pierce Kenney vom Marine Biological Laboratory Blog. „Das Gen wird in das Slug-Chromosom eingebaut und an die nächste Generation von Slugs übertragen.“

Während die jungen smaragdgrünen Meeresschnecken sich also noch von den Algen ernähren müssen, um ihre Versorgung mit Chloroplasten zu erhalten, wurden die Gene, die sie benötigen, um diese Chloroplasten in kleine photosynthetische Maschinen umzuwandeln, bereits von ihren Eltern an sie weitergegeben.

„Wichtig ist, dass dies eines der wenigen bekannten Beispiele für den funktionellen Gentransfer von einer mehrzelligen Spezies zur anderen ist, was das Ziel der Gentherapie ist, genetisch bedingte Krankheiten beim Menschen zu korrigieren“, berichtet Kenney.

Leider sind Meeresschnecken nicht gerade die besten biologischen Modelle für die Entwicklung neuer medizinischer Behandlungen für Menschen – trotz allem, was Sie über Ihren Bruder oder gruseligen Onkel denken, sind Menschen und Schnecken nicht genau ähnlich. Aber der überraschend effiziente Mechanismus des Gentransfers, der von der smaragdgrünen Meeresschnecke verwendet wird, könnte in der medizinischen Forschung unglaublich nützlich sein.

Und was ich wissen will, ist, wie schmeckt Sonnenlicht, und kann es mich grob glühend machen?

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