Odkryto zwierzę wytwarzające... chlorofil
Elysia chlorotica, niezwykły ślimak zdolny do pobierania chloroplastów od pożeranych przez siebie alg i przeprowadzania dzięki nim fotosyntezy, jest w stanie samodzielnie wytwarzać chlorofil - udowadniają naukowcy z University of South Florida.
O niezwykłych właściwościach E. chlorotica informowaliśmy nieco ponad rok temu. Z przeprowadzonych wówczas badań wynika, że zwierzę to pochłania od swojego podstawowego pokarmu - algi z gatunku Vaucheria litorea - chloroplasty, czyli wewnątrzkomórkowe struktury odpowiedzialne za przeprowadzanie fotosyntezy, oraz fragmenty DNA.
Na podstawie instrukcji zawartych w pochłoniętych genach mięczak jest w stanie wytworzyć niektóre cząsteczki zdolne do utrzymania funkcji chloroplastów, które są przez niego wykorzystywane najprawdopodobniej w celach energetycznych.
Teraz, dzięki badaniom przeprowadzonym przez zespół dr. Sidneya K. Pierce'a, dowiadujemy się, że zamieszkujący u wschodniego wybrzeża Ameryki Północnej E. chlorotica jest w stanie wytwarzać chlorofil - zielony barwnik pochłaniający światło i zdolny, wspólnie z białkami zawartymi w chloroplastach, do wykorzystywania jego energii do produkcji glukozy. Nigdy wcześniej syntezy tego związku nie udało się zaobserwować u zwierząt.
Odkrycia dokonano podczas długofalowych badań nad osobnikami E. chlorotica. Zwierzęta, których komórki w momencie rozpoczęcia hodowli zawierały już pewną liczbę chloroplastów, były głodzone przez ponad pięć miesięcy. Zdaniem Pierce'a utrzymanie prawidłowej funkcji chloroplastów przez tak długi okres było niemożliwe, co sugerowało, że ich składniki muszą być syntetyzowane przez samego ślimaka.
Ostatecznym dowodem na poparcie tezy postawionej Pierce'a były badania, w których zwierzęta karmiono aminokwasami wyznakowanymi radioaktywnym izotopem węgla. Gdy po pewnym czasie obecność promieniotwórczych izotopów stwierdzono w cząsteczkach chlorofilu, stało się jasne, że molekuły te są wytwarzane przez komórki E. chlorotica. Jest to pierwszy raz w historii nauki, kiedy udowodniono zdolność zwierzęcia do syntezy tego związku. Wcześniej jego wytwarzanie stwierdzano wyłącznie u roślin, alg oraz cyjanobakterii.
O swoim odkryciu badacze z Florydy poinformowali za pośrednictwem czasopisma Symbiosis.
Komentarze (15)
Piotrek, 15 stycznia 2010, 08:31
Tylko czekać na wiadomości o dziwnych wypadkach itp.
Koncerny na świecie nie mogą sobie pozwolić na wynalezienie takiego wynalazku.
Aminanimator, 15 stycznia 2010, 11:42
Zatem...już tylko parę kroków do "zielonych ludzików".
p53, 16 stycznia 2010, 21:33
Nesamowita wiadomosc!
ciekawe tylk oczy doszlo juz do transferu genow glonowych do jadrer komorek slimaka... zasanawiajace jest tez to, ze do przeprowadzania fotosyntezy konieczne sa zarowno bialka kodowane przez jadro glonu (wiekszosc) i kodowane przez DNA chloroplastowe (reszta-pare).
mikroos, 16 stycznia 2010, 21:35
Wygląda na to, że tak - transkrypcja zachodzi przecież w jądrze. Czym innym jest trwała integracja tego DNA i to faktycznie warto by było sprawdzić.
Jarek Duda, 22 stycznia 2010, 10:09
Synteza chlorofilu jest jednak dość skomplikowanym procesem, więc chyba możliwe są raczej tylko dwie opcje:
- komórkom ślimaka udało się z zasymilować choroplasty do swojego wnętrza, co przypuszcza się że w historii życia już się zdarzało. Tyle że jest to jednak dość trudny proces - chloroplast musiałaby posiadać albo komórka jajowa, albo taki ślimak musiałby potrafić produkować wyspecjalizowane 'makrofagi', które potrafiły z takiego lizosomu po np. cyjanobakterii wytransportować sobie chloroplasty,
- albo dużo prostsza opcja - ślimaki nie kombinują, tylko po prostu trzymają sobie trzódkę na specjalne okazje...
mikroos, 22 stycznia 2010, 14:57
Ale na tym właśnie polega odkrycie, że ten chlorofil utrzymywał aktywność zdecydowanie zbyt długo, więc nie sądzę, żeby ślimak mógł magazynować
Teoria o pochłanianiu chloroplastu najprawdopodobniej jest prawdziwa, ale nie wyjaśnia ona, skað się bierze chlorofil, bo ten - o ile mi wiadomo - jest syntetyzowany dzięki enzymom zakodowanym w genomie jądrowym, a nie chloroplastowym.
Jarek Duda, 22 stycznia 2010, 15:16
Nie widzę problemu?
My też mamy trzódkę, która np. pomaga nam w trawieniu .. i gdyby nas karmić czymś znakowanym izotopowo, ona też zaczęła by to wbudowywać w swoją strukturę ... nie widzę jak te badania wykluczają taką symbiozę - że te komórki alg mogłyby stawać się naturalną florą ślimaka, która też czasem trochę się pożywi tym co pływa w jego żyłach?
Dalej - tą 'trzódką' mogłyby być same chloroplasty - wytworzyć chlorofil to jedno, a przeprowadzać fotosyntezę to drugie - wymaga ona dodatkowo całkiem skomplikowanej struktury wielu białek przekazujących pojedyncze elektrony - do tego raczej konieczny jest chloroplast, który jest w sumie produkującym chlorofil praktycznie autonomicznym 'prawieorganizmem' z własnym DNA - wystarczy wewnątrz komórki dostarczać mu parę substancji, zapewnić ochronę i pewną kontrolę, a w podzięce dostarcza energię w glukozie ...
p53, 22 stycznia 2010, 15:27
tak jak mikroos i ja pisalismy, ze do tego potrzeba genow jadrowych. wiec i tak musial zajsc transfer genow jadrowych glona do jader komorkowych slimaka. wiec w gruncie rzeczy to wlasnie slimak jest konieczny do utrzymania chloroplastow przy zyciu, czyt. musi syntetyzowac bialka konieczne do funkcjonowania chloroplastu.
mikroos, 22 stycznia 2010, 15:46
Jarku,
to, że ślimak pochłania chloroplasty, wiadomo od dawna. Nie jest to żadną nowością i nie musisz spekulować, bo zostało to jednoznacznie potwierdzone.
Synteza chlorofilu zachodzi natomiast na podstawie instrukcji z jądra komórkowego, więc musiało dojść do transferu genów. Jedyne, co pozostaje niejasne (i o czym wspominaliśmy już wspólnie z p53), to czy te obce geny zintegrowały z DNA jądra komórkowego
Jarek Duda, 22 stycznia 2010, 16:14
Ok - jako matematyk wyobrażałem sobie że 'obsługa' takiego chloroplastu jest prostsza
... że skoro pochodził od autonomicznego organizmu, ma własne DNA, rybosomy ... to po co miałby być uzależniony od zewnętrznie wytwarzanych białek, budować skomplikowany system ich transportu ??? ...
Te 'lejce' wyglądają na produkt niesamowicie skomplikowanej wspólnej ewolucji - pewnie dostarczania za darmo tych białek aż sam utraci zdolność ich tworzenia. Dzięki temu rośliny wypracowały sobie pewien atut: monopol na fotosyntezę - żeby trudno było samemu używać cenny produkt jakim jest chloroplast, bez zeswatania się z całą komórką
Jednak ślimakom to się udało - pewnie to efekt też długiej ewolucji - najpierw symbiozy z glonami, potem zdolności podtrzymywania samych chloroplastów ... aż do uniezależnienia się od ich nowych dostaw ...
mikroos, 22 stycznia 2010, 16:31
Ano po to, że każdy organizm (także "organizm szczątkowy", jakim jest chloroplast) dąży do oszczędzania energii. Skoro możesz zaoszczędzić energię i wymusić pracę na kimś innym, to po co się męczyć? Kosztem, jaki ponosisz, jest calkowite uzależnienie od komórki, ale jak widać, czasem się opłaca
Jarek Duda, 22 stycznia 2010, 16:46
Oj i tu się chyba nie zgodzę - wydaje mi się że to nie jest takie proste!
Chloroplast sobie sam już nie ucieknie - jego ewolucja jest silnie uzależniona od ewolucji jego 'żywiciela' - a jemu trzódkę opłaca się utrzymywać.
Więc z energetycznego punktu widzenia należy się patrzyć na układ komórka + chloroplast - z tego punktu widzenia to wszystko jedno kto zapłaci za te białka - a dokładnie czy chloroplast dostanie gotowy produkt czy też substraty (chyba że komórka robi to odrobinę bardziej efektywnie?) ...
Wydaje mi się że ważniejsza przyczyna jest gdzie indziej - dobrym powodem może być właśnie utrzymanie monopolu - dzięki temu często np. grzyby nie męczą się z utrzymaniem własnych chloroplastów, tylko pomagają żyć glonom w porostach ...
mikroos, 22 stycznia 2010, 16:54
No i właśnie o tym mówię: chloroplast poświęca własną niezależność, ale dzięki temu oszczędza mnóstwo energii, a białka (niektóre) same mu spływają. Chociaż na pewno zgadzam się z tym, że w aktualnym stanie lepiej jest rozpatrywać cały układ komórka-chloroplast. Mój tok myślenia dotyczył raczej sytuacji, w której ewolucja i endosymbioza właśnie zachodzi.
Jarek Duda, 22 stycznia 2010, 17:10
Z ewolucyjnego punktu widzenia, organizmom nie zależy na oszczędzaniu energii, tylko na wydaniu jak największej ilości potomstwa ...
Czyli z perspektywy chloroplastu - jak największej ilości potomstwa 'żywiciela' - więc grzecznie pozwala się on całkowicie podporządkować.
Natomiast z punktu widzenia 'żywiciela' sytuacja nie jest taka czysta - dla niego 'trzódka' jest przydatna, ale często jest w stanie się bez niej obejść - to on 'kombinuje' jak najskuteczniej 'niewolnika' wykorzystać - i z tego istotnego punktu widzenia to raczej wszystko jedno czy dostarczy chloroplastom gotowych białek czy ich ekwiwalent w substratach.
Wydaje mi się że przyczyny wytworzenia lepszej kontroli trzódki i jej uzależnienia należy szukać gdzie indziej ... ale w tym momencie muszę wychodzić
p53, 22 stycznia 2010, 18:44
ale z ekologicznego tak
nie tylko w ekonomii jest tak, ze im taniej, tym lepiej 
Cale funkcjonowanie przyrody opiera sie na tym, ze jesli mozna cos zrobic mniejszym kosztem, to nalezy wlasnie tak to zrobic.