3 животных, которые занимаются фотосинтезом

животные фотосинтез

Помимо известного примера «Elysia chlorotica», есть еще много животных, которые захватывают хлоропласты или клетки водорослей для осуществления фотосинтеза.

Обычно считалось, что единственными организмами, способными к фотосинтезу, были цианобактерии, водоросли и растения. Отчасти это правда, они единственные организмы, способные синтезировать хлорофилл, молекулу, необходимую для выполнения этой метаболической функции.

У цианобактерий, прокариотических клетках без ядра, молекулярный механизм, осуществляющий фотосинтез, находится в свободном состоянии в теле клетки. Однако водоросли и растения представляют собой организмы, состоящие из клеток с ядром и обладающие молекулярным механизмом фотосинтеза в клеточных органеллах, называемых хлоропластами.

Традиционно считалось, что из организмов, состоящих из эукариотических клеток, фотосинтезировать могут только те, которые обладают способностью воспроизводить свои собственные хлоропласты и собственный хлорофилл. Пока не был открыт процесс клептопластии. Это название процесса, посредством которого организм — например, простейшее или животное — захватывает хлоропласты или целые клетки растений или водорослей, которые он потребляет, и сохраняет и поддерживает их в своем теле. Поскольку весь фотосинтетический аппарат находится в хлоропласте, он продолжает фотосинтез.

Строго говоря, фотосинтез осуществляется хлоропластом, а не самим животным, которое только пожинает плоды. Конечно, если рассматривать процесс в строгом смысле, то фотосинтез осуществляют не растения, а содержащиеся в них хлоропласты, потомки предковых цианобактерий.

Действительно, с точки зрения эволюции, эти хлоропласты изначально были фотосинтезирующими бактериями, которые в какой-то момент, миллиарды лет назад, объединились с эукариотическими клетками во внутреннем и постоянном симбиозе. Этот эндосимбиоз объясняет не только бактериальное происхождение хлоропластов, но и митохондрий. Но это другая тема.

Но возвращаясь к животным, осуществляющим клептопластию, в отличие от растений и водорослей, у них обычно нет биохимического механизма, позволяющего размножаться захваченным хлоропластам, и поддержание их не вечно, со временем они деградируют. Таким образом, хлоропластные похитители вынуждены иметь более или менее постоянный запас.

Этот процесс был обнаружен у Elysia chlorotica, морского слизня из группы Sacoglossa, исследователем Хиллари Уэстом в 1979 году и стал предметом ее докторской диссертации. Но, хотя с тех пор это любопытное животное было взято в качестве примера, чтобы говорить о клептопластии, сегодня мы знаем многих других животных, обладающих такой способностью.

Pteraeolidia ianthina, синий дракон

Синий дракон (Pteraeolidia ianthina) также относится к тем, что мы обычно называем «морскими слизнями» или голожаберными моллюсками, среди которых есть несколько групп. Те, кто практикует клептопластию, обычно являются голожаберными моллюсками, которые являются  членами группы Sacoglossa, такими как Elysia chlorotica. Однако синий дракон относится к Cladobranchia, отдельной группе морских слизней.

Следовательно, это эволюционно далекий вид от Elysia chlorotica. Кроме того, в отличие от этого, синий дракон не зеленый. Его тело полупрозрачно, и у него есть расширения, называемые cerata, которые могут варьироваться от почти золотисто-коричневого до электрического синего.

При этом клептопластия относится не к хлоропластам растений или потребляемых ею водорослей, а к целостным одноклеточным водорослям группы динофлагеллят, конкретно рода Symbodinium. Это бурые водоросли, которые захватываются и заключаются в вакуоли энтодермы, где сохраняются, продолжают фотосинтез и придают животному коричневый оттенок.

Baicalellia solaris, фотосинтезирующий плоский червь

Помимо морских слизней можно найти фотосинтезирующих животных.

Мы обнаружили такое поведение у таких эволюционно далеких животных, как плоские черви. Так обстоит дело с Baicalellia solaris, морским плоским червем круглой формы и диаметром менее миллиметра. Питается диатомовыми водорослями, которые распределяет по всему своему прозрачному телу. Помимо захваченных водорослей, единственное, что пигментировано у этого червя, — это его глаза.

Особенность Baicalellia solaris заключается в том, что это единственный известный вид своего рода, который выполняет клептопластию и, следовательно, осуществляет фотосинтез. Будучи таким маленьким и плоским животным, с очень небольшим объемом и большой площадью поверхности, подверженной воздействию света, его эффективность фотосинтеза может приближаться по показателям к эффективности некоторых водорослей. Однако об этих животных есть много такого, чего мы до сих пор не знаем. Экспериментировать с этими животными очень сложно, потому что на данный момент их нельзя культивировать, эксперименты можно проводить только с плоскими червями, отловленными непосредственно из природной среды и оставленными в живых.

Ambystoma maculatum — единственное фотосинтезирующее позвоночное

Большинство животных, практикующих клептопластию, являются беспозвоночными. Все, кроме одного: жёлтопятнистая амбистома (Ambystoma maculatum). Это земноводное захватывает и удерживает в своей коже клетки зеленых водорослей Oophila amblystomatis, с которыми вступает в симбиотические отношения.

Эта взаимовыгодная связь наблюдается особенно во время эмбрионального развития. Эмбрион, растущий внутри яйца, должен дышать, и в качестве отходов он производит аммиак, который для него токсичен. С другой стороны, аммиак является оптимальным источником азота для формирующих этот симбиоз водорослей, которые посредством фотосинтеза вырабатывают кислород, которым зародыш саламандры может дышать.

В данном случае именно водоросли проникают в тело зародыша через пищеварительную систему при его формировании. Они остаются в организме, пока он развивается, остаются в его теле на протяжении всей жизни; они размножаются внутри него, что-то исключительное, чего обычно не бывает у животных с клептопластией; и передаются яйцам. Это форма эндосимбиоза, которая, насколько нам известно, уникальна в мире.

Источники:
DOI: 10.1016/j.ode.2007.01.001
DOI: 10.1126/sciadv.aaw4337
proquest.com/openview/5d4fe23e5a134bd768c8ff4481829c12/1?pq-origsite=gscholar&cbl=18750&diss=y 

А также рекомендуем:
горбатые киты
Горбатые киты используют сложную командную технику для ловли рыбы, сеть из пузырьков, своеобразную ловушку для большого количества пищи.Большинство китов главным образом питаются мелкими организмами: крилем, зоопланктоном и рыбой маленького размера, ...
Подробнее
первый грызун
Нам жаль вас разочаровывать, но мы можем сказать, что у нас нет названия и идентификатора первого млекопитающего. На самом деле, у самого вопроса есть сложности, которые приводят нас к захватывающим ...
Подробнее
большие деревья
Дерево баобаб (лат. Adansonia), также известное как «Древо жизни», имеет вид, который трудно забыть. Оно растет в саваннах Африки, Мадагаскара и Австралии. Деревья образуют очень толстый и широкий ствол, и ...
Подробнее
вулканический остров
Остров Хунга Тонга появился в 2015 году из-за извержения вулкана в южной части Тихого океана.Три года назад на месте того острова ничего не было. Вдруг на юге Тихого океана начал ...
Подробнее
стрелок в Лас-Вегасе
Средства массовой информации опубликовали фотографии с оружием и боеприпасами, лежащими на полу предполагаемого гостиничного номера «снайперского гнезда» на 32-м этаже отеля Мандалай-Бэй (Mandalay Bay) в Лас-Вегасе, но что-то не так ...
Подробнее
Что такое сеть из пузырьков
Какое животное было первым млекопитающим?
«Деревья жизни» умирают, и никто не знает, почему
Этот молодой остров может исчезнуть за несколько лет
Пять вещей, которые не складываются о стрельбе в


Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Оставить комментарий

Учтите! Комментарии публикуются только после проверки на спам.

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :schu: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :njam: :mrgreen: :lol: :laila: :idea: :grin: :gaf: :foto: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: