Elysia chlorotica

(A) en defineret tubule i fordøjelsesdivertikulaen, der strækker sig ind i dyrets parapodiale område (pil). Fordøjelsessystemet består af tætpakkede tubuli, der forgrener sig gennem dyrets krop. Hver tubule består af et lag af enkeltceller indeholdende dyreorganeller og talrige algeplastider. Dette cellelag omgiver lumen. (B) forstørret billede af epidermis af E. chlorotica, der viser tætpakkede plastider. Dyrene er lysegrå i farve uden deres residente plastider, som bidrager med klorofyl for at gøre havsneglene lyse grønne.

Elysia chlorotica lever af tidevandsalgen Vaucheria litorea. Det punkterer algecellevæggen med sin radula, holder derefter algestrengen fast i munden og suger indholdet ud fra et halm. I stedet for at fordøje hele celleindholdet eller føre indholdet uskadt gennem tarmen, bevarer det kun kloroplasterne ved at opbevare dem i dets omfattende fordøjelsessystem. Det optager derefter de levende kloroplaster i sine egne tarmceller som organeller og opretholder dem levende og funktionelle i mange måneder. Erhvervelsen af kloroplaster begynder umiddelbart efter metamorfose fra veliger-scenen, når de unge havsnegle begynder at fodre på Vaucheria litorea-cellerne. Juvenile snegle er brune med røde pigmentpletter, indtil de lever af algerne, på hvilket tidspunkt de bliver grønne. Dette skyldes fordelingen af kloroplasterne gennem den omfattende forgrenede tarm. Først skal sneglen konstant fodre med alger for at bevare kloroplasterne, men med tiden bliver kloroplasterne mere stabilt inkorporeret i tarmens celler, hvilket gør det muligt for sneglen at forblive grøn uden yderligere fodring. Nogle Elysia chlorotica snegle har endda været kendt for at kunne bruge fotosyntese i op til et år efter kun få fodringer.

algernes kloroplaster inkorporeres i cellen gennem fagocytoseprocessen, hvor cellerne i havsneglen opsluger algernes celler og gør kloroplasterne til en del af sit eget cellulære indhold. Inkorporeringen af kloroplaster i cellerne i Elysia chlorotica gør det muligt for sneglen at fange energi direkte fra lys, som de fleste planter gør, gennem fotosynteseprocessen. E. chlorotica kan i perioder, hvor alger ikke er let tilgængelige som fødevareforsyning, overleve i flere måneder. Man troede engang, at denne overlevelse var afhængig af sukker produceret gennem fotosyntese udført af kloroplasterne, og det har vist sig, at kloroplasterne kan overleve og fungere i op til ni eller endda ti måneder.

men yderligere undersøgelser af flere lignende arter viste, at disse havsnegle klarer sig lige så godt, når de er berøvet lys. Sven Gould fra Heinrich-Heine University i D. Kresseldorf og hans kolleger viste, at selv når fotosyntese blev blokeret, kunne sneglene overleve uden mad i lang tid og syntes at klare sig lige så godt som madberøvede snegle udsat for lys. De sultede seks eksemplarer af P. ocellatus i 55 dage, holdt to i mørket, behandlede to med kemikalier, der hæmmede fotosyntese og gav to passende lys. Alle overlevede og alle tabte sig i omtrent samme hastighed. Forfatterne nægtede også mad til seks eksemplarer af E. timida og holdt dem i fuldstændigt mørke i 88 dage — og alle overlevede.

i en anden undersøgelse blev det vist, at E. chlorotica bestemt har en måde at understøtte overlevelsen af deres kloroplaster. Efter otte måneders periode, på trods af at Elysia chlorotica var mindre grøn og mere gullig i farve, syntes størstedelen af kloroplasterne i sneglene at have været intakte, mens de opretholdt deres fine struktur. Ved at bruge mindre energi på aktiviteter som at finde mad, kan sneglene investere denne dyrebare energi i andre vigtige aktiviteter.Selvom Elysia chlorotica ikke er i stand til at syntetisere deres egne kloroplaster, indikerer evnen til at opretholde kloroplasterne i en funktionel tilstand, at Elysia chlorotica kunne have fotosyntese-understøttende gener inden for sit eget nukleare genom, muligvis erhvervet gennem vandret genoverførsel. Da chloroplast DNA alene koder for kun 10% af de proteiner, der kræves til korrekt fotosyntese, undersøgte forskere Elysia chlorotica-genomet for potentielle gener, der kunne understøtte chloroplasts overlevelse og fotosyntese. Forskerne fandt et vitalt algegen, psbO (et nukleart gen, der koder for et manganstabiliserende protein i fotosystem II-komplekset) i sea slugs DNA, identisk med algeversionen. De konkluderede, at genet sandsynligvis var erhvervet gennem vandret genoverførsel, da det allerede var til stede i æg og kønsceller af Elysia chlorotica. Det skyldes denne evne til at udnytte vandret genoverførsel, at chloroplasterne kan bruges så effektivt som de har været. Hvis en organisme ikke inkorporerede kloroplasterne og tilsvarende gener i sine egne celler og genom, ville algecellerne skulle fodres oftere på grund af manglende effektivitet i brugen og bevarelsen af kloroplasterne. Dette fører igen til en bevarelse af energi, som tidligere nævnt, så sneglene kan fokusere på vigtigere aktiviteter såsom parring og undgå rovdyr.

nyere analyser var imidlertid ikke i stand til at identificere nogen aktivt udtrykte algekernære gener i Elysia cholorotica eller hos de lignende arter Elysia timida og Plakobranchus ocellatus.Disse resultater svækker understøttelsen af den horisontale genoverførselshypotese. En rapport fra 2014, der anvender fluorescerende in situ-hybridisering (FISH) til at lokalisere et alge-nukleart gen, prk, fandt bevis for vandret genoverførsel. Imidlertid er disse resultater siden blevet sat i tvivl, da FISKEANALYSE kan være vildledende og ikke kan bevise vandret genoverførsel uden sammenligning med Elysia cholorotica-genomet, som forskerne undlod at gøre.

den nøjagtige mekanisme, der muliggør levetiden for kloroplaster, når den først er fanget af Elysia cholorotica på trods af dens mangel på aktive alge-nukleare gener, forbliver ukendt. Imidlertid er der kastet noget lys over Elysia timida og dets alge mad. Genomisk analyse af Acetabularia acetabulum og Vaucheria litorea, de primære fødekilder til Elysia timida, har afsløret, at deres kloroplaster producerer ftsH, et andet protein, der er afgørende for fotosystem II-reparation. I landplanter er dette gen altid kodet i kernen, men er til stede i kloroplasterne i de fleste alger. En rigelig forsyning af ftsH kunne i princippet bidrage meget til den observerede kleptoplastlevetid i Elysia cholorotica og Elysia timida.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.