La lumaca di mare verde è parte animale, parte vegetale

SEATTLE-È facile essere verde per una lumaca di mare che ha rubato abbastanza geni per diventare il primo animale dimostrato di rendere la clorofilla come una pianta.

A forma di foglia stessa, la lumaca Elysia chlorotica ha già la reputazione di rapire gli organelli fotosintetizzanti e alcuni geni delle alghe. Ora si scopre che la lumaca ha acquisito abbastanza beni rubati per far funzionare un intero percorso di produzione chimica all’interno di un corpo animale, dice Sidney K. Pierce della University of South Florida a Tampa.

Le lumache possono produrre la forma più comune di clorofilla, il pigmento verde nelle piante che cattura l’energia dalla luce solare, Pierce ha riferito il 7 gennaio alla riunione annuale della Society for Integrative and Comparative Biology. Pierce ha usato un tracciante radioattivo per dimostrare che le lumache stavano facendo il pigmento, chiamato clorofilla a, se stessi e non semplicemente basandosi su riserve di clorofilla rubate dalle alghe le lumache cenare su.

Visualizza altro

“Questa potrebbe essere una fusione di una pianta e di un animale — è semplicemente fantastico”, ha detto lo zoologo invertebrato John Zardus della Cittadella di Charleston, SC

I microbi scambiano prontamente i geni, ma Zardus ha detto che non poteva pensare a un altro esempio naturale di geni che fluiscono tra regni multicellulari.

Pierce ha sottolineato che questa lumaca verde va ben oltre gli animali come i coralli che ospitano microbi vivi che condividono i doni della loro fotosintesi. La maggior parte di questi ospiti si infilano nelle cellule partner intere in fessure o tasche tra le cellule ospiti. La lumaca di Pierce, tuttavia, prende solo parti di cellule, i piccoli organelli fotosintetici verdi chiamati cloroplasti, dalle alghe che mangia. La rete intestinale altamente ramificata della lumaca inghiotte questi bit rubati e li trattiene all’interno delle cellule della lumaca.

Alcune lumache correlate inghiottono anche i cloroplasti, ma E. chlorotica da sola conserva gli organelli in funzione per un’intera durata della lumaca di quasi un anno. La lumaca succhia prontamente le interiora dai filamenti algali ogni volta che sono disponibili, ma in buona luce, i pasti multipli non sono essenziali. Gli scienziati hanno dimostrato che una volta che una giovane lumaca ha mangiato il suo primo pasto di cloroplasti da una delle sue poche specie preferite di alghe Vaucheria, la lumaca non deve mangiare di nuovo per il resto della sua vita. Tutto quello che deve fare è prendere il sole.

Ma i cloroplasti hanno bisogno di un rifornimento continuo di clorofilla e di altri composti che si esauriscono durante la fotosintesi. Di nuovo nelle loro cellule algali native, i cloroplasti dipendevano dai nuclei delle cellule algali per le forniture fresche. Per funzionare così a lungo in esilio, “i cloroplasti potrebbero aver preso un go-cup con loro quando hanno lasciato le alghe”, ha detto Pierce.

Ci sono stati suggerimenti precedenti, tuttavia, che i cloroplasti nella lumaca non funzionano solo su forniture immagazzinate. A partire dal 2007, Pierce ei suoi colleghi, così come un altro team, hanno trovato diversi geni legati alla fotosintesi nelle lumache apparentemente sollevate direttamente dalle alghe. Anche le lumache di mare non osservate, che non hanno mai incontrato alghe, trasportano geni fotosintetici “algali”.

All’incontro, Pierce descrisse la ricerca di geni algali più presi in prestito nel genoma della lumaca per gli enzimi in un percorso di sintesi della clorofilla. L’assemblaggio dell’intero composto richiede alcuni enzimi 16 e la cooperazione di più componenti cellulari. Per vedere se la lumaca potesse effettivamente produrre nuova clorofilla a per rifornire i cloroplasti, Pierce ei suoi colleghi si rivolsero a lumache che non si erano nutrite per almeno cinque mesi e avevano smesso di rilasciare rifiuti digestivi. Le lumache contenevano ancora cloroplasti spogliati dalle alghe, ma qualsiasi altra parte delle stuoie algali pelose avrebbe dovuto essere digerita a lungo, ha detto.

Dopo aver dato le lumache un amminoacido etichettato con carbonio radioattivo, Pierce ei suoi colleghi hanno identificato un prodotto radioattivo come clorofilla a. Il composto radioattivo etichettato è apparso dopo una sessione di slug prendere il sole, ma non dopo aver lasciato lumache sedersi al buio. Un documento con i dettagli del lavoro è programmato per apparire sulla rivista Symbiosis.

Zardus, che dice che cerca di mantenere un sano scetticismo come una questione di principio, vorrebbe saperne di più su come il team ha controllato la contaminazione algale. Le possibilità per la fotosintesi presi in prestito sono intriganti però, dice. Mescolare i genomi di alghe e animali potrebbe certamente complicare tracciare la storia evolutiva. Nell’albero della vita, ha detto, la lumaca di mare verde ” solleva la possibilità di toccare le punte dei rami.”

” Bizzarro”, ha detto Gary Martin, un biologo di crostacei all’Occidental College di Los Angeles. “I passi nell’evoluzione possono essere più creativi di quanto avessi mai immaginato.”

Immagine: Nicholas E. Curtis e Ray Martinez

Vedi anche: