Near-shore animale diventa plantlike dopo il furto minuscoli pannelli solari e la loro memorizzazione nel suo intestino
“È un’impresa notevole perché è molto insolito per un animale comportarsi come una pianta e sopravvivere esclusivamente sulla fotosintesi.”– Debashish Bhattacharya
In un risultato sorprendente simile all’aggiunta di pannelli solari al tuo corpo, una lumaca di mare del nord-est succhia le materie prime dalle alghe per fornire la sua fornitura a vita di energia solare, secondo uno studio della Rutgers University–New Brunswick e altri scienziati.
“È un’impresa notevole perché è altamente insolito per un animale comportarsi come una pianta e sopravvivere esclusivamente sulla fotosintesi”, ha detto Debashish Bhattacharya, autore senior dello studio e professore distinto nel Dipartimento di biochimica e microbiologia a Rutgers–New Brunswick. “L’implicazione più ampia è nel campo della fotosintesi artificiale. Cioè, se riusciamo a capire come la lumaca mantiene plastidi rubati e isolati per fissare il carbonio senza il nucleo della pianta, allora forse possiamo anche sfruttare plastidi isolati per l’eternità come macchine verdi per creare bioprodotti o energia. Il paradigma esistente è che per produrre energia verde, abbiamo bisogno della pianta o dell’alga per eseguire l’organello fotosintetico, ma la lumaca ci mostra che questo non deve essere il caso.”
La lumaca di mare Elysia chlorotica, un mollusco che può crescere fino a più di due pollici di lunghezza, è stato trovato nella zona intertidale tra la Nuova Scozia, Canada, e Martha’s Vineyard, Massachusetts, così come in Florida. Le lumache marine giovanili mangiano l’alga marrone non tossica Vaucheria litorea e diventano fotosintetiche – o ad energia solare-dopo aver rubato milioni di plastidi algali, che sono come minuscoli pannelli solari, e li immagazzinano nel loro rivestimento intestinale, secondo lo studio pubblicato online sulla rivista Molecular Biology and Evolution.
La fotosintesi è quando le alghe e le piante usano la luce solare per creare energia chimica (zuccheri) dall’anidride carbonica e dall’acqua. I plastidi dell’alga marrone sono organelli fotosintetici (come gli organi negli animali e nelle persone) con clorofilla, un pigmento verde che assorbe la luce.
YouTube video della lumaca di mare Elysia chlorotica di Mary S. Tyler e Mary E. Rumpho
Questa particolare alga è una fonte di cibo ideale perché non ha pareti tra le cellule adiacenti nel suo corpo ed è essenzialmente un lungo tubo caricato con nuclei e plastidi, Bhattacharya ha detto. “Quando la lumaca di mare fa un buco nella parete cellulare esterna, può aspirare il contenuto cellulare e raccogliere tutti i plastidi algali in una sola volta”, ha detto.
Sulla base di studi di altre lumache marine, alcuni scienziati hanno sostenuto che rubano e immagazzinano plastidi come cibo da digerire durante i momenti difficili, come i cammelli che immagazzinano il grasso nelle loro gobbe, ha detto Bhattacharya. Questo studio ha dimostrato che non è il caso di Elysia chlorotica ad energia solare.
“Ha questa notevole capacità di rubare questi plastidi algali, smettere di nutrirsi e sopravvivere alla fotosintesi dalle alghe per i prossimi sei-otto mesi”, ha detto.
Il team di Rutgers e altri scienziati hanno utilizzato il sequenziamento dell’RNA (espressione genica) per testare la loro ipotesi di fornitura di energia solare. I dati mostrano che la lumaca risponde attivamente ai plastidi rubati proteggendoli dalla digestione e attivando i geni animali per utilizzare i prodotti fotosintetici algali. Le loro scoperte rispecchiano quelle trovate nei coralli che mantengono dinoflagellati (anche alghe) – come cellule intatte e plastidi non rubati – in relazioni simbiotiche.
Mentre Elysia chlorotica immagazzina i plastidi, i nuclei algali che vengono anche risucchiati non sopravvivono, e gli scienziati ancora non sanno come la lumaca di mare mantenga i plastidi e la fotosintesi per mesi senza i nuclei che sono normalmente necessari per controllare la loro funzione, ha detto Bhattacharya.
I coautori dello studio includono Pavel Vaysberg, ex studente in biotecnologia presso la School of Environmental and Biological Sciences; Dana C. Price, professore associato di ricerca presso il Dipartimento di Biologia vegetale; e ricercatori dell’Università del Queensland in Australia, dell’Università del Maine e dell’Università del Connecticut.