SEATTLE-det är lätt att vara grön för en havssnigel som har stulit tillräckligt med gener för att bli det första djuret som visat sig göra klorofyll som en växt.
formad som ett blad i sig har snigeln Elysia chlorotica redan rykte för att kidnappa de fotosyntetiserande organellerna och några gener från alger. Nu visar det sig att snigeln har förvärvat tillräckligt med stulna varor för att få en hel växtkemisk väg att fungera inuti en djurkropp, säger Sidney K. Pierce från University of South Florida i Tampa.
sniglarna kan tillverka den vanligaste formen av klorofyll, det gröna pigmentet i växter som fångar energi från solljus, rapporterade Pierce den 7 januari vid årsmötet för Society for Integrative and Comparative Biology. Pierce använde ett radioaktivt spårämne för att visa att sniglarna gjorde pigmentet, kallad klorofyll a, själva och inte bara förlita sig på klorofyllreserver som stulits från algerna som sniglarna äter på.
Visa mer
”detta kan vara en fusion av en växt och ett djur — det är bara coolt”, säger ryggradslös zoolog John Zardus från Citadellet i Charleston, SC
mikrober byter gener lätt, men Zardus sa att han inte kunde tänka på ett annat naturligt exempel på gener som flyter mellan multicellulära riken.
Pierce betonade att denna gröna snigel går långt utöver djur som koraller som är värd för levande mikrober som delar bounties av deras fotosyntes. De flesta av dessa värdar stoppar i partnercellerna hela i sprickor eller fickor bland värdceller. Pierces slug tar emellertid bara delar av celler, de små gröna fotosyntetiska organellerna som kallas kloroplaster, från algerna som den äter. Slugens mycket grenade tarmnätverk uppslukar dessa stulna bitar och håller dem inuti snigelceller.
vissa relaterade sniglar uppslukar också kloroplaster, men E. chlorotica ensam bevarar organellerna i fungerande ordning för en hel snigellivslängd på nästan ett år. Sluggen suger lätt inälvorna ur algfilament när de är tillgängliga, men i gott ljus är flera måltider inte nödvändiga. Forskare har visat att när en ung snigel har slurpat sin första kloroplastmjöl från en av sina få gynnade arter av vaucheria-alger, behöver snigeln inte äta igen för resten av sitt liv. Allt det behöver göra är att sola.
men kloroplasterna behöver en kontinuerlig tillförsel av klorofyll och andra föreningar som används under fotosyntesen. Tillbaka i sina inhemska algceller berodde kloroplaster på algcellkärnor för de färska förnödenheterna. För att fungera så länge i exil, ”kloroplaster kan ha tagit en go-cup med dem när de lämnade algerna,” sade Pierce.
det har dock funnits tidigare tips om att kloroplasterna i snigeln inte körs på lagrade leveranser ensam. Från och med 2007 hittade Pierce och hans kollegor, liksom ett annat team, flera fotosyntesrelaterade gener i sniglarna som uppenbarligen lyfts direkt från algerna. Även ojämna havssniglar, som aldrig har stött på alger, bär” alger ” fotosyntetiska gener.
vid mötet beskrev Pierce att hitta fler lånade alggener i snigelgenomet för enzymer i en klorofyll-syntetiserande väg. Montering av hela föreningen kräver cirka 16 enzymer och samarbete mellan flera cellkomponenter. För att se om snigeln faktiskt kunde göra ny klorofyll a för att återställa kloroplasterna, vände sig Pierce och hans kollegor till sniglar som inte hade matat i minst fem månader och hade slutat släppa något matsmältningsavfall. Sniglarna innehöll fortfarande kloroplaster som avlägsnades från algerna, men någon annan del av de håriga algmattorna borde ha smälts länge, sa han.
efter att ha gett sniglarna en aminosyra märkt med radioaktivt kol, Pierce och hans kollegor identifierade en radioaktiv produkt som klorofyll A. den radioaktivt märkta föreningen dök upp efter en session med slug sola men inte efter att ha låtit sniglar sitta i mörkret. Ett papper med detaljer om arbetet är planerat att visas i tidskriften Symbiosis.
Zardus, som säger att han försöker upprätthålla en sund skepsis i princip, skulle vilja höra mer om hur laget kontrollerade för algförorening. Möjligheterna för den lånade fotosyntesen är dock spännande, säger han. Att blanda genomerna av alger och djur kan säkert komplicera spårning av evolutionär historia. I livets träd, sade han, den gröna havssnigeln ”höjer möjligheten att grentips berör.”
”Bisarrt”, säger Gary Martin, en kräftdjurbiolog vid Occidental College i Los Angeles. ”Steg i evolutionen kan vara mer kreativa än jag någonsin föreställt mig.”
bild: Nicholas E. Curtis och Ray Martinez
Se även:
- 10 konstiga arter som upptäcktes förra året
- Vad ska man göra med liten grön Goo
- varför ändrar bladen färg?
- rapport från Antarktis: Geoengineering öppet hav
- Djuphavsrobot Roves outforskade havsdjup
