Atradę mechanizmą, pagal kurį gyvūnai, kaip ir augalai, vykdo fotosintezę, mokslininkai pagalvojo apie galimybę perduoti žmogui pilną saulės energijos tiekimą.
Įsivaizduokite, kaip būtų, jei žmonės, kaip ir augalai, galėtų tiesiogiai maitintis saulės energija. Tai tikrai palengvintų mūsų gyvenimą: nesuskaičiuojamas valandas, praleistas apsipirkus, ruošiant ir valgant maistą, būtų galima praleisti kažkam kitam. Per daug eksploatuojamos žemės ūkio naudmenos sugrįš į natūralias ekosistemas. Virškinimo traktu plinta alkis, netinkama mityba ir ligos.
- „Salik.biz“
Tačiau žmonės ir augalai šimtus milijonų metų neturėjo bendro protėvio. Mūsų biologija iš esmės skiriasi beveik visais aspektais, todėl gali atrodyti, kad nėra būdo sukonstruoti žmones atlikti fotosintezę. O gal vis dar įmanoma?
Šią problemą nuodugniai nagrinėja kai kurie sintetinės biologijos specialistai, kurie net bandė sukurti savo augalų-gyvūnų hibridus. Nors mes dar toli gražu nesukūrėme žmogaus, galinčio sintezuoti fotosesiją, nauji tyrimai atskleidė intriguojantį biologinį mechanizmą, kuris galėtų padėti pažengti šioje kylančioje mokslo srityje.
Neseniai jūrų biologinės laboratorijos, esančios Amerikos Woods Hall kaime, atstovai pranešė, kad mokslininkai atskleidė Elysia chlorotica paslaptį - žaliuojantis žalias jūros šliužas, kuris atrodo kaip augalo lapas, maitinasi saulėje kaip lapas, bet iš tikrųjų yra gyvūnas.
Pasirodo, kad Elysia chlorotica išlaiko tokią ryškią spalvą, sunaudodama dumblius ir pasiimdama jų genus fotosintezei. Tai yra vienintelis žinomas daugialąsčio organizmo pavyzdys, pagal kurį galima priskirti DNR iš kito organizmo.
Elysia chlorotica yra mažų jūrų šliužų rūšis, priklausanti jūriniams pilvakojams moliuskams. Tai gyvūnas, galintis fotosintezuoti kaip augalai.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Pranešime, tyrimo bendraautore, Pietų Floridos universiteto profesore emeritu Sidney K. Pearce, sakoma: „Žemėje neįmanoma, kad dumblių genai galėtų veikti gyvūno ląstelėje. Ir vis dėlto tai atsitinka. Jie leidžia gyvūnui maitintis iš saulės “. Anot mokslininkų, jei žmonės norėtų nulaužti savo ląsteles, kad jos galėtų fotosintezuoti, panašus mechanizmas galėtų būti naudojamas tai padaryti.
Kalbant apie saulės energiją, galime pasakyti, kad žmonės milijardą metų juda neteisinga evoliucijos kryptimi. Kai augalai tapo ploni ir permatomi, gyvūnai tapo stori ir nepermatomi. Augalai gauna nedidelę, bet pastovią saulės sulties dalį būdami vienoje vietoje, tačiau žmonėms patinka judėti, o tam jiems reikalingas daug energijos turintis maistas.
Jei pažvelgsite į žmonių ir augalų ląsteles ir genetinį kodą, paaiškės, kad mes ne tokie skirtingi. Šis ryškus gyvenimo panašumas savo pagrindiniais lygmenimis leidžia neįprastus dalykus, tokius kaip gyvūnų fotosintezės vagystė. Šiandien, dėka besiformuojančios sintetinės biologijos srities, mes galime sugebėti atkurti tokius reiškinius per vieną evoliucinį momentą, todėl biopunkto idėjos sukurti fotosintetinius odos pleistrus atrodo ne tokios fantastinės.
Anot Peirce'o, „Paprastai, kai vieno organizmo genai perkeliami į kito žmogaus ląsteles, jis neveikia. Bet jei jis veiks, tai gali daug ką pakeisti per naktį. Tai tarsi paspartinta evoliucija “.
Jūrų šliužai nėra vieninteliai gyvūnai, galintys fotosintezuoti per simbiotinius ryšius. Kiti klasikiniai tokių būtybių pavyzdžiai yra koralai, kurie savo ląstelėse kaupia fotosintetinius dinoflagellates, ir dėmėtasis salamandras, kuris naudoja dumblius savo embrionams aprūpinti saulės energija.
Tačiau jūrų šliužai nuo panašių gyvūnų skiriasi tuo, kad rado būdą pašalinti tarpininkus ir atlikti fotosintezę tik sau, absorbuodami chloroplastus iš dumblių ir dengdami su jais savo virškinamojo trakto sienas. Po to gyvūno ir augalo hibridas gali gyventi mėnesius, maitindamasis tik saulės spinduliais. Tačiau kaip tiksliai šliužai prižiūri pavogtas saulės gamyklas, iki šiol liko paslaptis.
Dabar Peirce'as ir kiti tyrimo bendraautoriai rado atsakymą į šį klausimą. Panašu, kad šliužai ne tik pavogia chloroplastus iš dumblių, bet ir pavogia svarbius DNR kodus. Straipsnyje, išspausdintame „Biologiniame biuletenyje“, atrodo, kad genas, koduojantis fermentą, naudojamą chloroplastų taisymui, gali padėti šliužams išlaikyti saulės mašinas ilgai veikiančias po dumblių valgymo.
Genetinis nusavinimas gali būti reto pobūdžio, tačiau mokslininkai metų metus eksperimentavo su juo laboratorijose. Perkeldami genus iš vieno organizmo į kitą, žmonės sukūrė daug naujų gyvybės formų - nuo kukurūzų, kurie gamina savo pesticidus, iki augalų, kurie švyti tamsoje. Ar visa tai turint mintyje, ar beprotiška manyti, kad turėtume sekti gamtos lyderiu ir suteikti gyvūnams - ar net žmonėms - sugebėjimą fotosintezuoti?
Biologė, dizainerė ir rašytoja Christina Agapakis, sintetinės biologijos mokslų daktarė iš Harvardo, daug laiko svarstė, kaip sukurti naują simbiozę, kurioje gyvūnų ląstelės galėtų fotosintezuoti. Agapakio teigimu, prieš milijardus metų augalų protėviai absorbavo chloroplastus, kurie buvo laisvai gyvenančios bakterijos.
Agapakis teigė, kad saulės spindulių organizmo sukūrimo problema yra ta, kad reikia labai didelio paviršiaus, kad būtų sugerta pakankamai saulės spindulių. Lapų pagalba augalai sugeba absorbuoti didžiulį kiekį energijos, palyginti su jų dydžiu. Mėsingi žmonės, turintys paviršiaus ir tūrio santykį, greičiausiai neturi reikiamos talpos.
„Jei jums įdomu, ar galite įgyti galimybę susintetinti fotosintezę, aš atsakau, kad, pirma, jūs turite visiškai nustoti judėti, antra, turite tapti visiškai skaidrūs“, - sako Agapakis, kurio skaičiavimais, fotosintezei kiekvienai žmogaus ląstelei reikės tūkstančių dumblių. …
Tiesą sakant, saulę valganti Elysia chlorotica gali būti išimtis, įrodanti taisyklę. Šliužas ėmė atrodyti ir elgtis panašiai kaip lapas, kad daugeliu atžvilgių jis tapo labiau augalu, o ne gyvūnu.
Bet net jei žmogus negali gyventi vien tik saulėje, kas sakė, kad laikas nuo laiko negali papildyti savo dietos nedideliu užkandžiu nuo saulės? Tiesą sakant, dauguma fotosintetinamų gyvūnų, įskaitant keletą Elysia chlorotica giminaičių, pasikliauja ne tik saulės energija. Jie naudoja savo fotosintezės mechanizmą kaip atsarginį generatorių, jei trūksta maisto. Taigi galimybė fotosintezuoti yra draudimas nuo bado.
Galbūt žmonės galėtų rasti visiškai naują pritaikymą fotosintezei. Pavyzdžiui, pasak Agapakio, „ant žmogaus odos gali būti žalių dėmių - saulės įjungta žaizdų gijimo sistema. Tai, kas nereikalauja tiek energijos, kiek reikia žmogui “.
Artimiausiu metu žmogus negalės visiškai pereiti prie tik vienos saulės šviesos teikimo - bent jau tol, kol apsispręs dėl kardinalių kūno modifikacijų - todėl kol kas turime tiesiog toliau įkvėpti gamtos pavyzdžio.