Proučavanje organizama poput morskih puževa koji regeneriraju tijelo može nas naučiti kako su biljke evoluirale.
Neki morski puževi mogu živjeti bez svojih tijela. Odsjecite im glave i nogice mogu preživjeti mjesecima, znanstvenici su nedavno otkrili. Te odvojene, samohodne glave mogu za njih regenerirati potpuno nova tijela puževa.
Znanstvenici zapravo ne znaju kako tim puževima to polazi za rukom, ali postoje najmanje dvije vrste iz skupine zvanih sacoglossans koje to mogu. Sumnjaju da zapanjujuće moći preživljavanja puževa puževa ovise o rezervnom izvoru energije: životinje mogu ukrasti fotosintetsku moć od algi oko sebe.
Ova sposobnost je poznata kao kleptoplastika, a puževi nisu jedini koji je posjeduju. Brojni drugi oblici života su kleptoplastični, sposobni otimati kloroplaste - dijelove stanice koji olakšavaju fotosintezu - od drugih organizama, kao što su alge u vodi. Kleptoplastični organizmi mogu uzeti te kloroplaste i koristiti ih kao svoje.
Potrošeni kloroplasti nastavljaju pretvarati sunčevu svjetlost u energiju za njihov novi organizam, dajući im "dugotrajni bonus", kaže
Holly Moeller, biolog na Kalifornijskom sveučilištu u Santa Barbari. "Njihove zalihe hrane mogle bi imati cijeli ovaj drugi život."Ti kleptoplastični sacoglossani, na primjer, isisavaju utrobu iz stanica algi koje konzumiraju, izdvajajući kloroplaste i stapajući ih u probavne stanice puževa. To omogućuje puževima da izravno pretvore sunčevu svjetlost u energiju po vlastitom nahođenju.
Kleptoplastika se možda čini kao čarobni štapić za preživljavanje, ali znanstvenici ne znaju je li to baš tako. Udar kloroplasta pužu vjerojatno ne daje dovoljno energije da zamijeni jedenje. Umjesto toga, to je više kao rezervni plan. Ako je, na primjer, pužu odrubljena glava ili nema dovoljno hrane, životinja se može osloniti na svoje opljačkane kloroplaste.
Kleptoplastika kod životinja daleko je od norme. Zapravo, godinama su ti sacoglossani bili jedine životinje za koje su znanstvenici znali da su kleptoplastične. Odnosno, do znanstvenika 2019 otkrio kleptoplastika kod rhabdocoelsa, roda plosnatih crva.
Desetljećima su znanstvenici znali da neki slatkovodni rabdoceli drže žive alge u svojim tijelima, nešto što je poznato da čine neke druge životinje, poput koralja i spužvi. Znanstvenici su također pronašli kloroplaste u nekoliko vrsta rabdocela koji su živjeli u moru, prema Niels Van Steenkiste, biolog sa Sveučilišta British Columbia.
Van Steenkiste i njegovi kolege istraživači odlučili su pomnije proučiti jednu od tih vrsta kako bi otkrili imaju li i one pune stanice algi. Koristeći mikroskope visoke rezolucije i sekvenciranje gena, otkrili su da su vrste pljosnatih crva umjesto toga uzele ukradene kloroplaste u sebe.
Nije poznato kako ti rabdoceli zapravo uspijevaju provaliti u ćeliju i napadnuti njezin sadržaj, niti je poznato jesu li pljosnati crvi izbirljivi napadači. Oba su otvorena pitanja istraživanja. "Želimo saznati pasu li samo određene vrste", kaže Van Steenkiste, "ili se hrane nespecifično."
A to otkriće ne čini kleptoplastiku kod životinja češćom. Van Steenkiste kaže da su on i njegovi kolege do sada to potvrdili kod dvije vrste rabdocela, ali postoji čak 16 drugih vrsta za koje misle da ga vjerojatno također imaju. To je još uvijek maleni dio od 1800 poznatih vrsta rabdocela u svijetu.
Naravno, postoji mnogo života na Zemlji koji tek treba biti otkriven, što znači da bi moglo biti više kleptoplastičnih životinja. "Nije nevjerojatno da će u budućnosti biti opisano još životinja s ovom sposobnošću", kaže Van Steenkiste.
Ali ako pogledate dalje od životinjskog carstva, naći ćete još dosta primjera organizama koji koriste kleptoplastiku. "Postoji cijeli niz protista... koji također mogu ovo izvesti", kaže Moeller.
Protisti su jednostanični organizmi, a mnogi od njih mogu apsorbirati kloroplaste algi koje su manje od njih. To rade na različite načine: neki umataju kloroplast u svoje prozirno tijelo, dopuštajući mu da nastavi stvarati energiju, dok drugi odu jedan korak dalje čupanjem stanične jezgre alge netaknutom, korištenjem njezinih genetskih uputa za održavanje rada kloroplasta narudžba.
"To je kao da je ukrao auto, a zatim je ukrao i priručnik za upotrebu, tako da možete popraviti auto, održavati ga i nastaviti ga voziti", kaže Moeller.
Također je u tim protistima ono što kleptoplastika može pokazati znanstvenicima u prošlost, više od dvije milijarde godina, prije nego što su se biljke razvile na Zemlji. Mnogi znanstvenici vjeruju da su tada kloroplasti, zajedno s drugim dijelovima stanice poput mitohondrija, slobodno plutali vlastitih organizama koji su bili integrirani i "pripitomljeni" u organele koje poznajete i volite iz biologije u srednjoj školi.
"Ako pogledate sve fotosintetske organizme, kloroplasti su se zapravo kretali kroz loze", kaže Moeller. "Nekako su preskakali preko grana stabla života."
Kako se to točno dogodilo i kako su različiti oblici života stekli sposobnost pretvaranja svjetlosti u energiju, nije poznato. Ali krađom kloroplasta iz algi, kleptoplastični protisti ili životinje čine upravo to.
