Живот надолу с главата

Ивайло Дедов

Има различни и често твърде екстравагантни начини да изживееш живота си – например висейки надолу с главата. Прилепи? – съвсем не! Докато прилепите използват тази странна позиция само за почивка, то животните, за които ще стане дума, прекарват така почти целия си живот.
Janthinidae (популярно име: теменужени или салови охлюви) е малобройно семейство морски коремоноги (род Janthina – 5 вида, Recluzia – 4 вида), с дясно-завита черупка, без типичното, за повечето морски видове, капаче на отвора на черупката (оперкулум). Тези гастроподи обитават топлите соленоводни басейни на тропика и субтропика и спадат към необичайната за охлюви група на пелагичните организми1. От всички познати над 100 000 вида охлюви едва около 140 са пелагични и холопланктонни2, като адаптацията при тях е вървяла най-общо в посока намаляне на теглото (редукция на черупката и намаляване на размера на животното) и модификация на крака в разнообразни плавателни приспособления.

Janthina с фамозния си сал Снимка: интернет

Janthina с фамозния си сал.
Снимка: интернет

род Recluzia

род Recluzia
Снимка: интернет

Несъмнено най-оргиналното решение за този “скитнически” начин на живот е намерено при Janthinidae, което е и единственото охлювно семейство, представител на организмите, обитаващи водния слой в непосредствена близост до границата вода-въздух (плеустон). В ларвален стадии новоизлюпените охлювчета са активни плувци, но достигайки възраст, годна за размножаване, животните се отправят към водната повърхност и с помощта на видоизменения си крак изграждат своеобразен сал от слепени мехури от гъста слуз, пълни с въздух и заздравени отвън с чист хитин. Завършвайки тази изморителна работа, Janthinidae се прикрепят под платформата, висейки надолу с главата и се оставят на произвола на теченията. Възрастните животни на практика не могат да плуват самостоятелно, а насилствено отделени своя сал са обречени на смърт.

Janthina със своята жертва от род PhysaliaСнимка: Bill Rudman

Janthina с жертвата си от род Physalia
Снимка: Bill Rudman

Саловите охлюви се хранят със свободно-живеещи мешести, най-вече от род Vellela, но нерядко и с отровните Португалски галери.
Когато си животно, голямо едва около 3 сантиметра и “скиташ” без посока из световните океани, вероятността да срещнеш себеподобно същество и да оставиш поколение е твърде минимална. Именно за това при семейство Janthinidae са взети всички необходими мерки, така че потомството да е подсигурено. В контраст с повечето бентосни мезо-гастроподи, които са разделнополови и се размножават чрез същинска копулация с помоща на добре развити полови органи, то при Janthinidae животните са афалични протандрични хермафродитни. Казано по-просто това са организми, при който няма същинска копулация, спермата се предава от мъжкия на женския добре пакитирана, а индивидите сменят пола си в зависимост от нуждата. Освен всичко, при крайна необходимост, представителите на семейството могат и да се самооплождат, като дават жизненоспособно покоение. Развитието на оплодените яйца по-често се извършва в капсули, прикрепени към долната страна на сала на женската (Janthina exigua, J. pallida), като от тях се излюпват свободно-плуващите ларви, докато при други видове (J. janthina) развитието на яйцата във велигерова ларва става в женските полови пътища, откъдето малките излизат директно във външната среда.

1. Планктонен организъм – организъм, живеещ в открито море

2. Холопланктонен организъм – организъм, обитаващ планктона по време на целия си жизнен цикъл

Текстът е публикуван в брой 1 (2014) на списание „Природа“

 

Стратегическа загуба

Ивайло Дедов

Когато си едно толкова бавно и беззащитно животно, каквото е охлювът, неизбежно оцеляването е основно предизвикателство. Редица гръбначни и безгръбначни хищници с удоволствие биха заситили своя глад с тези в лесно-уловими и високо-белтъчни “хапки”, при това без да поемат някакъв особен риск. В унисон с ленивия си характер, главната линия, по която повечето охлюви изграждат своята стратегия за оцеляване, е пасивната защите: дебела черупка, трудна за разтрошаване; апертура, затворена с множество здрави зъбовидни удебеления, които възпрепятстват проникването на хищниците; оперкулум (капаче на отвора на черупката) или сложна система от калциеви гънки в последната навивка, между които се разполага подвижна затваряща пластина (клаузилиум); мимикрия и т.н. При всички положения, изброените примери се отнасят за вече напълно развитите възрастни индивиди с изцяло изградени черупки, докато при младите охлювчета въпросът е по-скоро на шанс.
Малко са познатите случаи, когато охлювите разчитат на активна защита при нападение – бързо бягство (!) или ответна атака с или без отрова, като тези феномени са присъщи главно на морските видове. В тази статия ще стане дума за феномен при сухоземни охлюви, който помага и на младите екземпляри да оцелеят, използвайки необичайна за мекотели стратегия.

Satsuma caliginosa caliginosa с регенерирана задна част на крака.Снимка: интернет

Satsuma caliginosa caliginosa с регенерирана задна част на крака.
Снимка: интернет

Охлювчето Satsuma caliginosa обитава три острова от архипелага Рюкю, Япония. Докато на остров Йонагуни представителите на това сухоземно мекотело живеят необезпокоявани, то на останалите два (Ишигаки и Ириомоте) охлювите се принудени да “търпят” компанията на ендемичната за тези два острова охлювоядна змия Pareas iwasakii.

Охлювоядната змия Pareas iwasakii

Охлювоядната змия Pareas iwasakii
Снимка: интернет

Както бе споменато по-горе, напълно развитите екземпляри при много охлюви, както и при Satsuma caliginosa са намерили морфологично решение. Satsuma caliginosa caliginosa (за разлика от подвида Satsuma caliginosa picta от остров Йонагуни, където хищникът необитава) има прищъпване на апертурата (отвора на черупката), което възпрепятства змията да достигне и захапе жертвата си. При младите охлювчета, обаче, черупката все още не е развита и те са намерили друго решение – автотомия. Автотомията е явление най-познато при гущерите, като при нападение те откъсват края на опашката си и докато нападателят “гони Михаля”, влечугото успява да се спаси. При охлювите автотомията е по-скоро изключение и макар да се различава от класичаския пример с гущерите, адаптивната същност на феномена и високият процент на оцелели индивиди след атака, карат учените да дефинират процеса именно като автотомия. Доскоро данни за подобно явление бяха известни единствено за някои морски охлюви (например род Harpa), а съобщаването за автотомия при сухоземни видове можем да наречем изненада.

Pareas iwasakii and Satsuma

Pareas iwasakii and Satsuma
Снимка: интернет

И така при нападение младите Satsuma caliginosa caliginosa жертват края на мускулестия си крак в името на оцеляването на индивида, като в резултат забавят темпа на растеж и концентрират усилия в регенерация на засегнатия участък.В конкретния случай тази защита действа защото змията нито може да разчупи черупката, нито да се вмъкне в нея, за да изтръгне животното от убежището му със специализираните си челюсти. Учените считат, че този адаптивен механизъм при Satsuma caliginosa caliginosa е локално явление, “разработено” специално срещу конкретния враг – охлювоядната змия Pareas iwasakii. Смътността сред охлювите, обект на нападение от страна на змията, е пренебрежимо малка, а се предполага, че оцелелите екземпляри подобряват и своите умения за оцеляване.

Източник

Hoso, M. (2012) Cost of autotomy drives ontogenetic switching of anti-predator mechanisms under developmental constraints in a land snails. Proceedings of the royal society, 279: 4811 – 4816.

Бавен живот на бързи обороти

Ivaylo Dedov

Ако си охлюв не се предполага, че ще е необходимо да правиш нещо бързо, още по-малко –  много бързо. Ако си охлюв не се предполага и да живееш в пустинята – водата тук е толкова малко, че и далеч по-слабо зависими от влагата организми предпочитат да избягват тази негостоприемна среда. Ако си охлюв е така – но не и ако си охлювът Sphincterochila zonata. Това удивително по своя вид и биология създание обитава пустинята Негев в Израел, наред с такива известни пустинни обитатели като камилите, змиите, гущерите и т.н.

Пустинята Негев, Израел.Снимки: интернет

Пустинята Негев, Израел.
Снимка: интернет

Много са приспособленията на този сухоземен охлюв за екстремния живот, който води. Още от пръв поглед се вижда, че става дума за необичайно създание, в което всеки детайл е премислен, така че да е от полза при оцеляването.

Средно голямата черупка (диаметър около 21 мм) e порцеланово-бяла – най-добрият цвят за защита от палещите лъчи на слънцето. Нейната дебелина също е необичайна – цял един милиметър – перфектна защита на тялото срещу изпарение. С цел съхранение на водата е и странният на вид  отвор на черупката – изглежда сякаш някаква тайнствена сила е разтопила карбоната на перистома до течно състояние и той на вълни, на вълни е опитал да зазида животното в неговия дом. В резултат е останала тясна цепка, през която, иначе немалкото животно, трябва да се промушва, за да излезе “навън”. Всъщност така е намалена най-рисковата площ за изпарение на ценната вода – площта на апертурата.

Sphincterochila zonata черупка за живот в екстремни условия.

Sphincterochila zonata – черупка за живот в екстремни условия.
Снимки: интернет

Структурните приспособления са видни и в анатомията. Имах шанса да разгледам веднъж това необичайно създание и видях анатомия, която никога преди не бях срещал, дори и при най-сухоустойчивите балкански видове. Всяка една структура, всяка една вътрешна телесна повърхност бе многократно нагъната и надиплена, като се създаваше впечатление за събрана накуп силно драпирана завеса. Всъщност цялото това “разточителство” на тъкан има една едничка цел – задържане на колкото е възможно повече вода (водата е цели 87%).

Но колкото и вода да имаш, ако си животно, на което целият живот е свързан с огромен разход на течности и се опитваш да живееш при широки температурни амплитуди (от минусови градуси до над 40ºC) – то само водата няма да е достатъчна. Трябва да имаш стратегия за оцеляване и Sphincterochila zonata я има! В летните горещини охлювите избират сенчести места между оскъдната храстовидна растителност на пустинята, където се заравят и естивират (забавят жизнените си процеси), като покриват отвора на черупката с много дебела епифрагма (около 0.4мм). Със силно понижени жизнени функции те преживяват целия неблагоприятен период, дочаквайки зимните дъждове – единствените в тази пустиня, когато влажността скача от 3% на 25%. Ако се случи, обаче, в този период температурите да са ниски (4ºC и по-ниски), животните остават малко- или неактивни. И така, за да започнат да живеят пълноценно на охлювите е нужна комбинацията от висока влажност и сравнително висока температура – ситуация, която в пустинятя Негев не се среща често. Оказва се, че в рамките на 20, а понякога и 10 дена годишно Sphincterochila zonata трябва да завърши всичко в своя живот: разпространение, хранене, нарастване, копулация и яйцеснасяне. След тази надпревара с времето за охлюва остава една последна задача – да се погрижи потомството му да оцелее през следващите месеци с неблагоприятен климат. Избирайки сравнително сенчесто място, родителят изкопава тунел, който завършва с разширена капсула. Яйцата се отлагат в своеобразна торбичка от слуз, окачена за тавана на капсулата и висяща свободно в пространството, така че никъде да не допира до почвата. На излизане от този “инкубатор” охлювът затваря входния канал със смес от слуз, малки камъчета и почва. След тази процедура са взети всички предпазни мерки, така че при изсъхване на почвата, капсулата да е защитена и около яйцата да остане минимално-необходимата жизнена влажност. И така потомство е осигурено за още един странен вид охлюв, което отново ни показва, че мекотелите са една от най-необичайните и удивителни групи организми.

Използвани източници:
Heller, J. (2009) Land snails of the land of Israel. Natural history and a field guide. Pensoft Sofia-Moscow, 360 p.

Текстът е публикуван в брой 2 (2014) на списание „Природа“ под заглавие „Бързай бавно“

Охлюв в мравуняка

Ivaylo Dedov

Досещате ли се, кои са тези бавни лигави същества, които носят своята “къщичка” на гърба си и се активизират след дъжд? Да, това са сухоземните охлюви. Изброените по-горе характеристики не са просто случайно събрани белези в едно животно, а логически свързана биологична система, която е витална, конкурентно способна и, в крайна сметка, съвършенна. “Къщичката” всъщност е “броня” от калциев карбонат, призвана да обезсърчи евентуалните нападатели и да защити иначе бавните охлюви, чийто единствен шанс при атака от неприятел е бързото им прибиране в черупките. Лигавостта на тези животни е резултат от обилното секретиране на слуз от специални жлези. Слузта пък е мултифункционална биологична субстанция, богата на белтъци, въглехидрати и притежаваща мощни бактерицидни и регенеративни свойства. Тя улеснява придвижването и размножаването на охлювите, подпомага копулацията, отблъсква нападателите и предпазва от бактериални инфекции и наранявания, като стимулира бързата регенерация. Дали всичко това е достатъчно за охлювите, за да са конкурентни на останалите “бързаци” в животинския свят? Отговорът е навсякъде около нас – коремоногите са най-големият клас сред мекотелите (над 90 000 вида) и една от най-обособените, високоспециализирани и многочислени групи в животинското царство въобще. Охлювите са единствените мекотели, които, освен в сладководна и соленоводна среда, обитават и сушата. Те се срещат във всички климатични зони – от полюсите до, включително, пустините – въпреки силната им зависимост от водата.

Наред с многото фактори, които ограничават и моделират разпространението на гастроподите (температура, влажност, карбонатност, релеф, растителност и т.н.) има и още един фактор, който оказва огромно влияние върху тях – това е киселинността на средата или pH. Киселата среда затруднява калциевата обмяна, атакува и декалцира черупките, дразни животните и предизвиква частична денатурация на белтъците в охлювната слуз. По-малко видове се срещат в местообитанията, в които почвата (или съответно водата) е с по-кисело pH. Това е причината иглолистните гори да са бедни откъм видове и там да преобладават голите охлюви.

Така погледнато живота на един охлюв би бил направо немислим в и около мравуняците, където средата е наситена с мравчена киселина, а агресивните мравки биха убили за минути всеки натрапник. И все пак има един вид охлюв, който “има честта” да се нарече единствения известен мирмекофилен представител на тип Mollusca. Той е описан през 2002 година от двама учени – Janssen и Witte, които му дават името Allopeas myrmecophilos. Този охлюв живее в Малайзия и обитава мравуняците на един единствен вид мравка – войнстващите Leptogenys distinguenda.

Allopeas myrmekophilos Janssen & Witte, 2002

Редица експерименти доказват тясна взаимовръзка между тези два така далекородствени организма. От една страна за охлюва не е уснатовено друго местообинатие извън мравуняците на споменатия вид мравка. За разлика от много други представители на семейство Subulinidae, които се хранят със свежа растителност и/или гнили растения, Allopeas myrmecophilos е по-скоро месояден, като използва за храна остатъците от насекомите – жертви на колонията мравки (хлебарки, скакалци, пръчици и т.н.), като по този начин напълно се вписва в спектъра на хранителните навици на своя хазяин. Leptogenys distinguenda е войнстващ вид мравка, чиято жизнена стратегия включва чести миграции и мащабни нападения. Тези ципокрили без колебание убиват всеки по-едър предскавител на коремоногите, попаднал в мравуняка им, докато на по-дребните охлюви – не обръщат внимание. Към Allopeas myrmecophilos, обаче, отношението е по-различно.

Allopeas myrmekophilos – emigration

Мравките разпознават “своя си охлюв” дори измежду подобните нему по форма и размер, а при честите си странствания – желаният съсед бива буквално носен на гръб от войниците в колонията. Причината за това поведение е известна – мравките консумират с охота отделяната от мирмекофилния охлюв слуз, която силно ги привлича. Очевидно слузта на Allopeas myrmecophilos се отличава биохимично от слузта на всички останали видове охлюви – разлика, която за сега е неизследвана и неизвестна. Незвестен е и механизмът, който спомагат на охлюва да оцелее и да бъде активен в една толкова неблагоприятна и силно кисела среда, като мравуняка. Напълно възможно е механизмите за справяне с този проблем отново да са свързани с уникалния състав на слузта на Allopeas myrmecophilos.

снимки: Д-р Janssen, интернет
Текстът е публикуван в брой 1 (2015) на списание „Природа“.

Светлината в мрака свети…

Ivaylo Dedov

Много са чудесата в природата и, като че ли, мекотелите са „пожелали“ да възпроизведат всяко едно чудо, да се докоснат до всяко едно необичайно свойство на организмите. Спомнете си за железния охлюв, за охлювът, който може да фотосинтезира, за странната форма на форезия при японското сухоземно охлювче и какво ли още не….

В тази статия ще поговорим за охлювите, които са “решили”, че ще включат и биолуминисценцията към иначе богатия си набор от механизми за оцеляване. В животинското царство това явление е добре познато както при гръбначните животни (много видове риби), така и при микроорганизмите (бактерии, динофлагелати), редица безгръбначни (корали, медузи, ракообразни, главоноги, червеи, насекоми), дори и гъби.

В тази дълга редица на “светлоносци” се включват и охлювите, като отново добавят нещо свое, нещо уникално и нетипично. Какво именно е то? Казано накратко всички, изброени по-горе организми, биолуминисцират благодарение на взаимодействието на пигмента луциферин с кислорода, като този процес бива катализиран от ензима луцифераза и всичко това се извършва в тъканите на съответния организъм. Охлювите успяват да вкючат и своите черупки в “светлинния спектакъл” и то по най-разнообразни начини. Нека разгледаме някои конкретни примери.

Разбира се, макар и по-близо до “класиката” в биолуминисценцията, не можем да пропуснем едни от най-красивите създания на нашата планета – морските голи охлюви. Към тази група влизат всички видове на род Plocamopherus, пелагичният род Phyllirrhoe, дънната красавица Kalinga ornata, и други. Но нека оставим представянето на морските голи охлюви за отделна публикация и да видим какво става при черупчестите им роднини.

Hinea brasiliana

Интересен феномен се наблюдава при някои биолуминесциращи морски охлюви от семейство Planaxidae (родовете Angiola, Hinea, Planaxis). Така например Hinea brasiliana отделя светлина само в резултат на механично дразнене при среща с други подвижни морски организми. Светлината се произвежда в определени места от тялото на охлюва, които, дори в моментите когато животното активно пълзи, не излизат извън черупката. По този начин на продуцираната светлина се налага да преодолява “структурната бариера” на карбонатното образувание, за да може да бъде възприета от външните организми и да изиграе своята роля на комуникативен сигнал. Оказва се, че черупката е много повече от досадна преграда, която трябва да бъде премината. Иначе матовата и пигментирана, тя избирателно пропуска само светлина в синьо-зеления спектър, като по този начин усилва ефекта от биолуминсценцията в сравнение с първоначалната сила на явлението (ако през черупката премине червена или синя светлина няма да се получи разсейване и респективно усилване). Така сигналът достига достатъчно ефективно до целта си, докато животното може да остане скрито в “къщичката” си. Имайки предвид, че най-често обект на “осветяване” са неприятели, които атакуват охлюва – можем да разберем колко важен е силният сигнал. Заискрявайки ярко при допир, видовете от семейство Planaxidae не само “сепват” нападателя, но и го освятяват за други по-големи хищници, които биха се заинтересували от него. И още нещо странно – според това, което се знае до момента, Planaxidae не произвеждат никакви светещи секрети и нямат луциферин и луцифераза. При химическо тестване на суров екстракт от род Planaxis единственото установено вещество, което отделя достатъчно светлина, е натриевият дитионид (Na2S2O4) в процес, недобре проучен и непознат при други светещи видове.

За да завършим темата с биолуминесценцията на морските охлюви нека споменем и още един пример, много далеч от класическатна биолуминисценция. Охлювчето Turrilatirus iris има типична високоспирална черупка, украсена с множество кафеникави, удължени пъпчици. Ако случайно намерите празна черупка от този вид край плажовете на Полинезия и я намокрите – кафявите пъпчици изведнъж ще заискрят с прекрасен иридисциращ отенък – явление което няма аналог сред светещите организми, тъй като не е свързато с тялото, а ползата му за животното е все още неизвестна.

***

И докато биолуминисценцията на морските безгръбначни е добре позната, то светенето в сладководните басейни е едно единствено изключение и то, разбира се, е направено от охлюв. В каменистите потоци на Северна Нова Зеландия, прикрепена към субстрата живее паничкоподобният охлюв Latia neritoides. Той не свети с тялото си, нито със своята черупка, но при раздразване отделя слуз, която съдържа вече познатите ни вече луциферин и луцифераза. При тяхното взаимодествие слузта свети със зеленикава светлина, лесно забележима, особено нощем. Тъй като светеща сулз отделят само раздразнените животни, се предполага, че това е механизъм за защита от хищиците (напр. за заблуждение, объркване или дори изплашване на нападателя).

Latia neritoides

***

Остана още една много характерна за охлювите среда на обитание – сушата. Нека видим какво става там и да осветим и този въпрос с помоща на охлювчето Quantula striata. Това сухоземно мекотело живее в Малайзия, при него светят яйцата, малките охлювчета и около 1/3 от възрастните индивиди. При половозрелите индивиди светещият орган (орган на Ханеда, по името на откривателя) се намира в областта на главата. Охлювите светят в жълто-зеленикаво най-интензивно при движение, по-слабо докато се хранят и напълно престават да биолуминисцират когато са в покой. Веществото, което предизвиква биолуминисценцията не е напълно проучено, но се знае, че е подобно на флавина. Предполага се, че биолуминисценцията при Quantula striata служи като своеобразна форма на комуникация.

Quantula striata

снимки: Hinea brasiliana – интернет; Latia neritoides – Dr. Stephen Moore; Quantula striata – Vasilii Zakharchenko.

Текстът е публикуван в брой 3 (2013) на списание „Природа“

​Раздвоение на охлювността

Ivaylo Dedov

Когато стане дума за охлюви, първата асоциация на повечето хора е “черупка”, и то не каква да е, а спирално завита. Обратно, ако речем: “черупка”, една голяма част от хората ще се сетят за охлюв. И наистина това много различно по форма, цвят и големина карбонатно образувание при коремоногите е станало символ и “емблема” на тези животни, а с него и напомнящата ни за вечността спирала. Вероятно малко хора се замислят, че има охлюви с плоска или паничковидна черупка без нито един оборот, че всъщност плужаците също са охлюви, че морските голи охлюви са прекрасна и важна част от клас Gastropoda.
Ако стане обаче дума за животно с две черупки, всеки без колебание ще отсече: “ясно, иде реч за мида” – и трябва да признаем, че по принцип ще бъде прав, защото това е един от основните белези на класа на мидите (латинското име Bivalvia означава двучерупчести). Принципите са за това, за да имат изключения и изключението тук е семейство морски охлюви с около 20 съвременни вида, на пръв поглед наподобяващи лека гротескна игра на природата – охлюв “напъхан” между две мидени черупки.

Berthelinia sp.

Berthelinia sp.

Историята на семейството започва в далечната 1862, когато Аугусто Едисон Голд описва фосилният род Julia, който без колебание класифицира към мидите. Едва след около сто години (1959), край бреговете на Япония е открит и описан първият жив екземпляр от семейството – Tamanovalva limax. Намереното животно има наистина странен вид – две фини зеленикави черупки (около 4мм), свързани с лигамен и нахлупени като покривче, върху тяло с опашка и глава, които при нужда изцяло могат да се скрият в черупката. Оказва се и се доказва, че странните на вид изкопаеми миди всъщност принадлежат към още по странна фамилия охлюви – Juliidae.
С времето, в тропическите морета в различни части на света, са открити и други видове от семейството, но винаги живеещи върху хранителната си база – различни зелени водорасли на род Caulerpa. Охлювите обикновено са изцяло зелени или съчетаващи зеленикави нюанси, така че максимално да наподобяват водораслото, върху което живеят. Новоизлюпените малки, след много къс ларвален стадии, веднага полазват съответния вид на Caulerpa, където търпеливо прекарват живота си в очаквани на поредния учуден и очарован изследовател.

Julia japonica

снимки: интернет
версия на текста е публикувана в списание Природа, бр. 1, 2013 под заглавието: „Охлюв или мида?“

Няма такова животно!

Ivaylo Dedov

Когато разказах на мой колега, че съществува фотосинтезиращ морски гол охлюв той отсече: “Това не е възможно!” и се засмя, уверен, че го будалкам. Когато все пак разбра, че говоря сериозно, ми хвърли поглед, изпълнен със съчувствие и насмешка. Колегата е изключително ерудиран зоолог и като всички нас знае отлично, че фотосинтезата е граничната линия между растенията и животните, че да фотосинтезират могат някои протисти, но многоклетъчните животни – не! Бях принуден да издиря научните статии, които разказват за това невероятно същество и за многото неизвестни, които витаят около него.

Elysia chlorotica и водораслото Vaucheria

Изумрудената Елизия (Elysia chlorotica) обитава източното крайбрежие на САЩ, като достига на север до Нова Скотия, Канада. Оказва се, че този забележителен морски гол охлюв може да преживява като използва слънчевата енергия, т.е. като фотосинтезира. Невероятният за света на многоклетъчни животни факт, привлича учените и те се впускат в разнищването на мистерията. В начало разгадаването върви бързо – оказва се, че охлювът се храни със зеленото водорасло Vaucheria litorea, от което си “взима” хлоропласти, които складира в тялото си и впоследствие използва. До тук нещата изглеждат ясни, но първият въпрос, който изниква е: “Как охлювът успява да съхрани хлоропластите цели и действащи, след като при всички растителноядни животни растителните клетките се разграждат в процеса на хранене?” Отговорът, който е даден до момента, е доста условен и по-скоро отваря вратата към неизвестното: “Изумрудената Елизия притежава уникална храносмилателна система, която ù позволява да запази хлоропластите работещи” – с една дума не е съвсем ясно, но пък е уникално. Вероятно учените ще разгадаят тази загадка, но не и преди да разберат един още по-удивителен факт: “Как присвоените хлоропласти успяват да функионират в охлювния организъм?” Нека се опитам да обясня защо този казус е толкова неясен.

Новоизлюпена Elisia, която се е хранила само един ден

Новоизлюпена Elysia, която се е хранила с водорасли само един ден

Хлоропластите са органели в растителните клетки, в които се извършва фотосинтезата. Съдържащият се в хлоропластите пигмент хлорофил, не само дава зеления цвят на растенията, но и участва в превръщането на слънчевата светлина в храна. Животинските клетки не съдържат хлоропласти, не могат да се хранят самостойно, поради което животните трябва да ядат растения или животни, за да оцелеят. Счита се, че хлоропластите са били самостоятелни прокариотни организми, „погълнати” в процес на ендосимбиоза от други организми. Като доказателство е сочен фактът, че хлоропластите имат собствена ДНК, отделена от останалата част на ядрената ДНК на растителни клетки, към които те принадлежат. Въпреки че хлоропластите са отговорни за фотосинтезата, в тяхната ДНК се кодират само около10% от протеините, необходими за протичането на този процес. Останалите 90% от протеините са кодирани от ядрената ДНК на самото растение.

Т.е. натрупвайки хлоропласти от изядените водорасли Изумрудената Елизия си осигурява “хардуера” за фотосинтезата и само 10% от необходимия “софтуер”. Или казано по друг начин: “Ако охлювите са способни да акумулират чуждите хлоропласти, то как успяват да ги използват, след като не притежават останалите 90% от гените, необходими за да може хлорофилът да функционира?” Изследванията върху генома на морския гол охлюв водят до шокиращ резултат. Учените откриват специфичен ген, отговорен за фотосинтезата, който до момента е известен само от растения. Идентичността между гена в охлюва и подобния ген във водораслото Vaucheria litorea е почти 100%! Като се има предвид огромната отдалеченост на охлювите от водораслите, учените считат подобно пълно сходство между гените за сигурно доказателство за „кражба“ на гени от страна на охлюва от първоизточника – водораслото. Процесът на присвояване е наречен „хоризонтален трансфер на гени“, при който гените се обменят между два далекородствени и некръстосващи се организми, в случая морски гол охлюв и водорасло. “Крадейки” гени от водораслите, голият охлюв си подсигурява работата на хлоропластите и функционира съвсем като растение. До момента не е известен физическият механизъм на този процес, но ако предположението се докаже, то ние имаме един забележителен пример на природно „генно инженерство“.

снимки: Dr. Mary E. Rumpho-Kennedy
версия на текста е публикувана в списание Осем, бр. 7, 2012