Животные-растения: морские слизни сами производят хлорофилл

Способность синтезировать хлорофилл присуща только растениям. Это мнение оставалось неоспоримым, пока американские биологи не обнаружили первое животное, способное на такое. Ранее считалось, что морской слизень Elysia chlorotica получает хлорофилл от симбионтов - микроскопических водорослей, но оказалось, что он сам умеет производить этот пигмент.

Ученые из Университета Южной Флориды выбрали для исследования одного из распространенных представителей местной фауны. Зеленый морской слизень Elysia chlorotica обитает повсеместно у восточного побережья США и Канады.

Первоначальное изучение этого создания привело к предположению, что слизень использует солнечный свет для выработки хлорофилла, эксплуатируя для этого населяющие его микроскопические водоросли. Однако по мере развития генетики биологи выдвинули другую теорию. Согласно ей, Elysia chlorotica поглощает способные к фотосинтезу микроскопические создания, а затем "ворует" у них куски генетического кода, отвечающие за выработку хлорофилла.

Последние исследования, проведенные американскими генетиками под руководством профессора Университета Южной Флориды Сидни Пирса, подтвердили это идею. Поедая свою излюбленную добычу - водоросли Vaucheria litorea, слизни заимствуют у них фотосинтезирующие органеллы - хлоропласты - и интегрируют их в клетки собственного тела.

Для того чтобы определить механизм выработки хлорофилла в теле Elysia chlorotica, ученые разработали метод радиоактивного слежения, который при помощи специальных маркеров в деталях показывает перемещение микрообъектов в теле слизня. Таким образом стало понятно, что Elysia chlorotica обладает уникальным для природы процессом фотосинтеза.

На свете существует немало животных, которые участвуют в процессе выработки хлорофилла. Примером могут служить кораллы. Но они просто привязывают к себе микробы и водоросли, способные к фотосинтезу, чтобы затем присвоить продукты их труда. Сами клетки, содержащие хлоропласты, при этом остаются целыми и невредимыми.

Морские слизни, напротив, при поедании носителей необходимых им органелл вырабатывают специальный энзим, разрушающий клеточные мембраны. В результате этого содержимое микроорганизмов покидает защитную оболочку, и хлоропласты поглощаются собственными клетками слизня.

Съев определенное количество Vaucheria litorea за один присест, морские слизни больше не возвращаются к этой пище до тех пор, пока у них есть регулярный доступ к солнечному свету. Поддерживая процесс фотосинтеза внутри своих тел, они переключаются на другие виды добычи. Кроме того, Elysia chlorotica может месяцами обходиться вообще без пищи: в ходе длительного эксперимента несколько особей, имеющих постоянный доступ к солнечному свету, провели без еды пять месяцев без каких-либо последствий для организма.

Однако длительное существование без света может разрушить хлоропласты. Если это произошло, морской слизень снова находит зеленые водоросли и пополняет набор фотосинтезирующих "фабрик" в своем организме.

В ходе проведения опытов американские биологи сделали еще одно необычное открытие. Оказалось, что участвующие в эксперименте морские слизни постепенно переработали введенный в них маркер из радиоактивного углерода, использовав его в процессе фотосинтеза. Профессор Синдни Пирс предполагает, что подобная способность уничтожать радиоактивные вещества должна быть изучена подробнее, ведь наблюдаемый эффект может лечь в основу новых технологий переработки и уничтожения ядерного топлива.

Читайте также в рубрике "Наука и техника"