Elysia chlorotica

(A) definice tubulu trávicí divertikly rozšiřuje do parapodial regionu zvířete (šipka). Trávicí systém se skládá z hustě zabalených tubulů, které se rozvětvují po celém těle zvířete. Každý tubul je tvořen vrstvou jednotlivých buněk obsahujících živočišné organely a četné plastidy řas. Tato buněčná vrstva obklopuje lumen. B) zvětšený obraz epidermis e. chlorotica s hustě zabalenými plastidy. Zvířata jsou světle šedé barvy bez jejich bydliště plastidy, které přispívají chlorofylu k vykreslení moře slimáci jasně zelené.

Elysia chlorotica se živí přílivovou řasou Vaucheria litorea. Prorazí buněčnou stěnu řas radulou, poté pevně drží řasový pramen v ústech a vysává obsah jako ze slámy. Místo trávení celého obsahu buňky, nebo absolvování obsah prostřednictvím svého střeva bez úhony, to zachovává pouze chloroplasty, jejich ukládání v rámci své rozsáhlé trávicí systém. Poté zabírá živé chloroplasty do vlastních střevních buněk jako organely a udržuje je živé a funkční po mnoho měsíců. Získávání chloroplastů začíná bezprostředně po metamorfóze z veligerova stádia, kdy se juvenilní mořští slimáci začnou živit buňkami Vaucheria litorea. Juvenilní slimáci jsou hnědé s červenými pigmentovými skvrnami, dokud se neživí řasami, v tomto okamžiku se stanou zelenými. To je způsobeno distribucí chloroplastů v rozsáhle rozvětveném střevě. Na první slimák potřebuje nakrmit neustále na řasy udržet si v chloroplastech, ale postupem času chloroplasty se více stabilně začleněny do buněk střevní umožňující slimáka zůstávají zelené, bez dalšího krmení. O některých slimácích Elysia chlorotica je dokonce známo, že jsou schopni používat fotosyntézu až rok po několika krmení.

chloroplasty řas jsou začleněny do buňky procesem fagocytózy, při kterém buňky mořského slimáka pohlcují buňky řas a činí chloroplasty součástí vlastního buněčného obsahu. Začlenění chloroplastů do buněk Elysia chlorotica umožňuje slimákovi zachytit energii přímo ze světla, jako většina rostlin, procesem fotosyntézy. E. chlorotica může během časových období, kdy řasy nejsou snadno dostupné jako potrava, přežít měsíce. Kdysi se myslelo, že toto přežití závisí na cukrech produkovaných fotosyntézou prováděnou chloroplasty, a bylo zjištěno, že chloroplasty mohou přežít a fungovat až devět nebo dokonce deset měsíců.

další studie na několika podobných druzích však ukázala, že tito mořští slimáci si vedou stejně dobře, když jsou zbaveni světla. Sven Gould z Heinrich-Heine University v Düsseldorfu a jeho kolegové ukázali, že i když fotosyntéza byla zablokována, slimáci mohli přežít bez jídla na dlouhou dobu, a zdálo se dařit stejně dobře jako jídlo-zbaven slimáci jsou vystaveny světlu. Vyhladověli šest exemplářů P. ocellatus za 55 dní, držet dva ve tmě, léčení dva s chemikáliemi, které inhibuje fotosyntézu, a poskytuje dva s odpovídající světlo. Všichni přežili a všichni ztratili váhu přibližně stejnou rychlostí. Autoři také odmítli jídlo šesti exemplářům e. timidy a drželi je v naprosté tmě po dobu 88 dnů — a všichni přežili.

v jiné studii bylo prokázáno, že e. chlorotica rozhodně má způsob, jak podpořit přežití svých chloroplastů. Po osmi měsíců, a to navzdory skutečnosti, že Elysia chlorotica byly méně zeleně a více nažloutlé barvy, většina chloroplastů v slimáci se objevil, aby zůstaly neporušené, při zachování jejich jemné struktury. Tím, že slimáci utratí méně energie za činnosti, jako je hledání potravy, mohou tuto vzácnou energii investovat do dalších důležitých činností.I když Elysia chlorotica jsou schopny syntetizovat jejich vlastní chloroplasty, schopnost udržet chloroplasty ve funkčním stavu označuje, že Elysia chlorotica mohl mít fotosyntézy-podpora genů do vlastního jaderného genomu, případně získané prostřednictvím horizontálního přenosu genů. Od chloroplast DNA kóduje sám jen 10% bílkovin, které jsou potřebné pro správnou fotosyntézu, vědci zkoumali Elysia chlorotica genomu pro potenciální geny, které by mohly podpořit chloroplastu přežití a fotosyntézy. Vědci našli v DNA mořského slimáka životně důležitý Gen řas, psbO (jaderný gen kódující protein stabilizující mangan v komplexu fotosystém II), identický s verzí řas. Dospěli k závěru, že gen byl pravděpodobně získán horizontálním přenosem genů, protože byl již přítomen ve vejcích a pohlavních buňkách Elysia chlorotica. Díky této schopnosti využívat horizontální přenos genů lze chloroplasty používat stejně efektivně,jako byly. Pokud organismus není začlenil chloroplasty a odpovídající geny do jeho vlastních buněk a genomu, buňky řas bude muset být krmena po více často kvůli nedostatku efektivity při využívání a zachování chloroplasty. To opět vede k zachování energie, jak bylo uvedeno výše, což umožňuje slimákům soustředit se na důležitější činnosti, jako je páření a vyhýbání se predaci.

Více nedávné analýzy však byli schopni identifikovat aktivně vyjádřil řas jaderné geny v Elysia cholorotica, nebo v podobných druhů Elysia timida a Plakobranchus ocellatus.Tyto výsledky oslabují podporu hypotézy horizontálního přenosu genů. Zpráva z roku 2014 využívající fluorescenční in situ hybridizaci (FISH) k lokalizaci jaderného genu řas, prk, našla důkazy o horizontálním přenosu genů. Tyto výsledky však byly od té doby zpochybněny, protože analýza ryb může být klamná a nemůže prokázat horizontální přenos genů bez srovnání s genomem Elysia cholorotica, což vědci nedokázali.

přesný mechanismus umožňující dlouhověkost chloroplasty kdysi zajat Elysia cholorotica přes jeho nedostatek aktivní řas jaderných genů zůstává neznámý. Na Elysii timidu a její potravu z řas však bylo vrhnuto nějaké světlo. Genomová analýza Acetabularia acetabulum a Vaucheria litorea, primární potravinové zdroje Elysia timida, bylo zjištěno, že jejich chloroplasty produkují ftsH, další bílkoviny nezbytné pro opravy fotosystému II. V suchozemských rostlinách je tento gen vždy kódován v jádru, ale je přítomen v chloroplastech většiny řas. Dostatečný přísun ftsH by mohl v zásadě významně přispět k pozorované dlouhověkosti kleptoplastů u Elysia cholorotica a Elysia timida.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.