Животный фотосинтез

 
Со школьных лет мы знаем, что фотосинтез свойственен только растениям, которые обладают

специальными структурами - хлоропластами. В них за счёт солнечной энергии из углекислого газа в результате химических реакций создаётся органическое вещество. Животные лишь потребляют его. Однако, оказывается, существует морской брюхоногий моллюск - восточная изумрудная элизия, приобрёвший в процессе эволюции уникальную способность к фотосинтезу, используя для этого хлоропласты, поступающие из его основного источника питания - водорослей. На сегодняшний день он является единственным известным учёным представителем животного мира, который, подобно растению, может питаться за счёт солнечного света.
Изумрудная элизия обитает в зоне прибрежного мелководья вдоль атлантического побережья США и Канады от Флориды на юге до п-ова Новая Шотландия на севере. Этот сравнительно мелкий моллюск с листообразным телом ярко изумрудно-зелёного цвета, длина которого обычно не превышает 2-3 см (хотя порой встречаются «гиганты», вырастающие до 6 см), населяет приливно-отливные лужи, мелководные бухты, заводи и солёные болота с глубинами до полуметра.

По бокам тела элизии имеются большие, напоминающие мантию выросты, называемые параподиями, которые могут сворачиваться, закрывая туловище моллюска.
В течение своего жизненного цикла элизия проходит три стадии развития. Появившиеся на свет из отложенных яиц личинки этого моллюска, называемые велигерами, первоначально ведут планктонный образ жизни, перемещаясь в толще воды за счёт биения покрывающих их лопасти ресничек и питаясь одноклеточными водорослями. Спустя некоторое время, личинки оседают на дно, где превращаются во внешне похожих на взрослых элизий моллюсков, тело которых, однако, имеет коричневую окраску с красноватыми пятнышками. Молодые элизии сразу же начинают интенсивно поедать жёлто-зелёную нитчатую водоросль вошерию прибрежную, которая в изобилии встречается на мелководье. С помощью находящейся в ротовой полости, подобной языку радулы (именуемой также тёркой), покрытой множеством мелких хитиновых зубцов, элизия разрушает оболочку водоросли и высасывает её мягкое содержимое, переваривая всё, за исключением хлоропластов. Они в нетронутом виде переходят в клетки, выстилающие необычайно разветвлённый кишечник моллюска, накапливаются и постепенно окрашивают того в изумрудно-зелёный цвет. Как установили учёные, молодой элизии достаточно питаться водорослями в течение всего лишь двух недель, чтобы полученной энергии хватило на всю её последующую жизнь. Дело в том, что хлоропласты в клетках моллюска остаются вполне жизнеспособными и могут функционировать девять-десять месяцев, позволяя ему словно растению подпитывать себя солнечной энергией. Это даёт возможность взрослым особям элизии обитать в течение длительного времени в местах, где нет достаточного количества пищи, за счёт органического вещества, полученного посредством фотосинтеза. Однако, для этого им необходимо постоянно находиться под солнцем. Если моллюски долгое время остаются в тени, то количество хлоропластов в их клетках заметно сокращается, тело перестаёт быть изумрудно-зелёного цвета, и им приходится вновь переходить на вегетарианскую диету, пополняя запасы хлоропластов.
Но ДНК самих хлоропластов кодирует только 10% необходимых им белков. Все остальные в растениях они получают из цитоплазмы клетки. Как же из этого положения выходит диковинный фотосинтезирующий моллюск? Изучавшие изумрудную элизию учёные предположили, что она также должна обладать генами, обеспечивающими фотосинтез. В результате специальных исследований вскоре у этого необычного представителя животного мира один из них был обнаружен. По мнению специалистов, скорее всего, он получен вместе с хлоропластами водорослей. Возможно, элизия обладает и другими принимающими участие в фотосинтезе генами, заимствованными ей из водорослей, которыми она питается. Они интегрируются в собственную ДНК моллюска, позволяя этому животному производить белки, необходимые «украденным» хлоропластам для продолжения их работы.
Жизненный цикл изумрудной элизии длится всего около десяти-одиннадцати месяцев, после чего её взрослые особи приступают к размножению. Будучи, так называемыми, синхронными гермафродитами, они продуцируют одновременно женские и мужские половые продукты. Однако самооплодотворения у них не бывает, а потому для успешного размножения необходимо перекрестное спаривание, в процессе которого каждая из элизий поочерёдно выступает то в роли самки, то в роли самца. После оплодотворения яиц моллюски склеивают их в длинные нити, откладывают и все без исключения погибают. Учёные считают, что феномен «запрограммированной смерти» обусловлен деятельностью особого вируса, живущего в клетках изумрудной элизии.
Хотя этот необычный фотосинтезирующий моллюск не является объектом промысла и не используется человеком непосредственно для каких-либо практических целей, сегодня научное сообщество проявляет большой интерес к тому, как изумрудной элизии удаётся столь эффективно пользоваться хлоропластами поедаемой водоросли для своей жизнедеятельности. Кто знает, возможно, в будущем решение данной проблемы позволит получать органическое вещество путём фотосинтеза в промышленных масштабах в искусственных условиях.

Отправить комментарий

  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Доступны HTML теги: <a> <em> <strong> <cite> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <img>
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.

Подробнее о форматировании

CAPTCHA на основе изображений
Введите символы, которые показаны на картинке.