Denna Havssnigel ’matar’ på solljus med fotosyntes

efter årtionden av sökning har forskare äntligen hittat direkta bevis för att den smaragdgröna havssnigeln (Elysia chlorotica) tar gener från algerna som den äter för att utföra fotosyntetiska processer, precis som en växt. Det betyder att den kan få all energi den behöver från solljus, så att den kan överleva utan mat i flera månader.

”det finns inget sätt på jorden att gener från en alg ska fungera inuti en djurcell,” en av teamet, Sidney K. Pierce från University of South Florida i USA berättade för Diana Kenney på Marine Biological Laboratory Blog. ”Och ändå här gör de det. De tillåter djuret att förlita sig på solsken för sin näring. Så om något händer med deras matkälla, har de ett sätt att inte svälta ihjäl tills de hittar fler alger att äta.”

forskare har i över 40 år vetat att smaragdgröna havssnigel tar kloroplaster – organeller som finns i växt – och algceller som underlättar fotosyntes-från de gulgröna algerna som den äter, kallad Vaucheria litorea. Kallas ’kleptoplasty’, denna process tillåter kloroplaster att fortsätta fotosyntetisering i deras nya havet slug hem i upp till nio månader efter överföring från algerna. Genom fotosyntetisering producerar havssnigeln lipider när energin från solljuset kombineras med vatten och koldioxid, vilket ger den all den näring den behöver, ingen ytterligare mat krävs.

men exakt hur smaragdgröna havssnigeln lyckas upprätthålla dessa organeller i fungerande ordning så länge har visat sig vara ett frustrerande komplext pussel – ett som inte underlättades av ett experiment som slutfördes av forskare vid universitetet i Dusseldorf i Tyskland 2013. Teamet gav sina smaragdgröna havssniglar ett läkemedel som helt stoppade någon fotosyntetisk aktivitet i sina celler, men sniglarna lyckades fortfarande överleva i 55 dagar utan mat. Som Marissa Fessenden förklarar på Smithsonian.med, de hamnade lite mindre och blekare, så mat inte skulle ha gått vilse om de erbjöds det, men det var ett bevis på att organeller de ’stal’ från sin sista alger måltid på något sätt fortfarande arbetar för dem.

vilket är super konstigt, som Ferris Jabr förklarar för Scientific American:

”för att fotosyntetisera beror kloroplasterna i en alg på många gener i algens egen kärna och proteinerna för vilka de kodar. Att riva kloroplaster ur algceller och be dem att göra mat i en slugs tarm är som att förvänta sig den nedre halvan av en mixer för att purera några morötter sans bladet och glasburken.”

så var är dessa gener som kloroplasterna beror på? Pierce och hans kollegor, biologerna Julie Schwartz och Nicholas Curtis, bestämde sig för att hitta dem en gång för alla. Rapportering i Biological Bulletin, teamet använde fluorescerande DNA-markörer för att spåra generna från algerna när de tog sig in i det genetiska materialet hos både unga och vuxna smaragdgröna havssniglar. Och för första gången såg de när dessa gener producerade ett enzym som är avgörande för kloroplasternas korrekta fotosyntetiska funktion.

”detta dokument bekräftar att en av flera alggener som behövs för att reparera skador på kloroplaster och hålla dem fungerande finns på snigelkromosomen”, berättade Pierce Kenney på Marine Biological Laboratory Blog. ”Genen införlivas i snigelkromosomen och överförs till nästa generation sniglar.”

så medan de unga smaragdgröna havssniglarna fortfarande behöver mata på algerna för att få tillgång till kloroplaster, har generna de behöver för att förvandla dessa kloroplaster till små fotosyntetiska maskiner redan överförts till dem från sina föräldrar.

”viktigt är att detta är ett av de enda kända exemplen på funktionell genöverföring från en multicellulär art till en annan, vilket är målet för genterapi att korrigera genetiskt baserade sjukdomar hos människor”, rapporterar Kenney.

tyvärr är havssniglar inte exakt de bästa biologiska modellerna för användning vid utveckling av nya medicinska behandlingar för människor – trots vad du kanske tycker om din bror eller läskiga farbror, är människor och sniglar inte exakt lika. Men den överraskande effektiva mekanismen för genöverföring som används av smaragdgröna havssnigeln är något som kan vara otroligt användbart i medicinsk forskning.

och vad jag vill veta är, hur smakar solljus, och kan det göra mig grovt glödande?

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.