Rok 2156. Sedíte v obývačke a rozmýšľate, že ste celkom hladný. No namiesto toho, aby ste šli do chladničky pre jedlo, vybehnete na balkón, odkryjete svoju zelenú pokožku a nasystetizujete si zo svetla cukry. Presne tak, ako to robia dnes rastliny. Šialená myšlienka? Možno nie tak celkom.
Asi si pamätáte zo školy, že tento husársky kúsok – premeniť slnečnú energiu na cukry – dokážu rastliny, vďaka malým zeleným mašinkám, ktorým hovoríme chloroplasty. Takisto si možno spomínate, že tieto chloroplasty sú hlavným rozdieľom medzi našimi živočíšnymi bunkami a bunkami rastlín. Neexistuje žiadny zajac, medveď či pavúk, ktorý by mal chloroplasty. Živočíchy predsa nemajú vo svojim bunkách chloroplasty, nie?
Elysia Chlorotica je malý morský slimák, ktorý už od prvého pohľadu musí pozorovateľa zaujať. Je totižto zelený a telo má v tvare listu. Ako ste sa už asi dovtípili, jeho zelená farba je spôsobená tým, že má vo svojich bunkách chloroplasty. Tomuto zvláštnemu typu symbiózy hovoríme endosymbióza, pretože chloroplasty doslova prežívajú vo vnútri buniek tohoto slimáka.
Slimák požiera riasy a vďaka špecializovaným bunkám v jeho tráviacej žľaze z nich dokáže vytiahnuť chloroplasty a vsunúť si ich do vlastných buniek, kde dokážu fotosyntetizovať ešte ďalších 7 mesiacov [7]. Aby sme naplno ocenili tohto zlodeja, musíme si vysvetliť ešte jednu dôležitú vec.
Chloroplast je vlastne fotosyntetizujúca baktéria, ktorú zhruba pred 1,5 mld. rokmi pohltil nejaký jednobunkovec a naučili sa žiť spolu v symbióze – endosymbióze. Ako pozostatok z tejto udalosti majú dnešné chloroplasty stále vlastnú DNA bakteriálneho pôvodu. Za tých 1,5 mld. rokov sa väčšia časť génov z chloroplastov premiestnila do jadra hostiteľskej bunky. Gény pre fotosyntézu nie sú samozrejme výnimkou – na to, aby riasa alebo rastlina fotosyntetizovala, potrebuje ako gény z chloroplastov, tak aj gény jadrové [5].
Ako teda dokáže naša Elysia chlorotica udržať vo svojich bunkách fotosyntetizujúce chloroplasty, keď im chýbajú dôležité jadrové gény?
Niektoré štúdie ukázali, že okrem toho, že slimák kradne riasam chloroplasty, kradne im aj ich jadrové gény. Vďaka tomu udržuje chloroplasty v činnosti [3]. Naopak, ďalšie štúdie podobné výsledky spochybnili [1] a iné navrhli, že si z chloroplastov niektorých rias požičiava gény zodpovedné za opravu fotosystémov [2]. Inými slovami, mechanizmus udržania chloroplastov je stále záhadou.
Dlho sa predpokladalo, že chloroplasty slimák využíva na produkciu energie zo slnka. Nové výskumy však naznačujú, že jedince tohto slimáka dokážu prežiť niekoľko mesiacov hladovania v tme [4]. Aká je teda ich úloha? To ostáva taktiež záhadou. Možno ich majú na produkciu iných látok, potrebných napríklad pri premene na dospelého jedinca.
Aj tento príklad živočícha so stabilnými chloroplastami v bunkách vnukol vedcom myšlienku vytvoriť si vlastného hybrida medzi rastlinou a živočíchom.
V experimente amerických vedcov sa pokúšali vytvoriť rybo-riasu vstreknutím rias do embrya malej rybky Danio rerio. A naozaj sa im podarilo vytvoriť životaschopné rybky, ktoré nevykazovali žiadne fyziologické problémy. Pravdepodobne vďaka vstreknutiu rias v skorom embryonálnom vývine sa im podarilo dokonca obísť aj imunitný systém, ktorý proti riasam nebojoval [6]. Rybky samozrejme nedokázali využívať produkty fotosyntézy, ale možno tieto výskumy stoja na začiatku novej éry zeleného človeka.
Len si to predstavte…
Peter Búran z Exsisto sapiens.
Zdroj:
1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20829345 Transcriptomic Evidence That Longevity of Acquired Plastids in the Photosynthetic SlugsElysia timida and Plakobranchus ocellatus Does Not Entail Lateral Transfer of Algal Nuclear Genes
2. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3879987/ Is ftsH the Key to Plastid Longevity in Sacoglossan Slugs?
3. http://www.pnas.org/content/105/46/17867.abstract Horizontal gene transfer of the algal nuclear gene psbO to the photosynthetic sea slug Elysia chlorotica
4. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Pastid-bearing+sea+slugs+fix+CO2+in+the+light+but+do+not+require+photosynthesis+to+survive.plastid-bearing sea slugs fix CO2 in the light but do not require photosynthesis to survive.
5. http://www.nature.com/scitable/topicpage/the-origin-of-plastids-14125758
6. http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0130295
