Miután felfedezték azt a mechanizmust, amellyel az állatok, mint a növények, fotoszintézist végeznek, a tudósok arra gondoltak, lehet-e egy személyt teljes napenergia-ellátásra átvinni.
Képzelje el, milyen lenne, ha az emberek, mint a növények, közvetlenül táplálkoznának a napenergiával. Ez minden bizonnyal megkönnyíti az életünket: a vásárláshoz, az étel elkészítéséhez és evéséhez töltött számtalan órát valami másra fordíthatják. A túlzott mértékben kihasznált mezőgazdasági földterület visszatér a természetes ökoszisztémákhoz. Az emésztőrendszerben átterjedő éhség, alultápláltság és betegségek szintje zuhan.
Az emberek és növények azonban százmillió évek óta nem rendelkeznek közös ősökkel. Biológiánk szinte minden szempontból alapvetően különbözik, tehát úgy tűnik, hogy nincs mód arra, hogy az embereket megtervezzük fotoszintézis céljára. Vagy még mindig lehetséges?
Ezt a problémát néhány szintetikus biológiai szakember alaposan megvizsgálja, akik még saját növény-állati hibrideket is megpróbáltak létrehozni. Miközben még messze vagyunk attól, hogy létrehozzunk egy olyan embert, aki képes fotoszintézisre, az új kutatások egy érdekes biológiai mechanizmust fedeztek fel, amely hozzájárulhat a születő tudományterület fejlődéséhez.
A közelmúltban a Woods Hall amerikai faluban található tengerbiológiai laboratórium képviselői arról számoltak be, hogy a tudósok feltárják az Elysia chlorotica titkát - egy briliánszöld tengeri meztelen meztelencsiga, amely növényi levélnek tűnik, és a napon táplálkozik, mint egy levél, de valójában állat.
Kiderült, hogy az Elysia chlorotica algák fogyasztásával és a génjeik fotoszintézisre való felvételével fenntartja ilyen élénk színét. Ez a többsejtű organizmus egyetlen ismert példája egy másik szervezetből származó DNS hozzárendelésére.
Az Elysia chlorotica egy kis tengeri meztelencsiga faja, amely a tengeri csigákba tartozik. Ez egy olyan állat, amely képes fotoszintézisre, mint a növények.
Promóciós videó:
A tanulmány társszerzője, a dél-floridai egyetem emeritus professzora, Sidney K. Pearce nyilatkozatában kijelentette: „A Földön lehetetlen, hogy az algák génei az állati sejtben működjenek. És mégis megtörténik. Ezek lehetővé teszik az állatok számára, hogy táplálékát a napfénytől kapják. A tudósok szerint, ha az emberek saját sejteket akarnak feltörni, hogy képesek legyenek azok fotoszintézisére, akkor hasonló mechanizmus is alkalmazható erre.
A napenergia vonatkozásában elmondhatjuk, hogy az emberek milliárd évig rossz evolúciós irányba haladtak. Ahogy a növények vékonyak és áttetszőek, az állatok vastagok és átlátszatlanok lettek. A növények kicsi, de állandó hányadat kapnak a naplevéből, miközben egy helyen maradnak, de az emberek szeretnek mozogni, és ehhez energiagazdag ételekre van szükségük.
Ha megnézzük az emberek és a növények sejtjeit, genetikai kódját, kiderül, hogy nem vagyunk annyira különbözőek. Az élet ebből a feltűnő hasonlóságból az alapszintjén lehetővé válik olyan szokatlan dolgok bekövetkezése, mint például az állatok fotoszintézis-lopása. Manapság, a szintetikus biológia egyre növekvő területének köszönhetően, képessé tehetjük az ilyen jelenségek egy evolúciós pillanatban történő reprodukálására, így a biopunk ötletek a fotoszintézisű bőrfoltok létrehozásához kevésbé fantasztikusnak tűnnek.
Peirce szerint: „Általában, amikor az egyik szervezet géneit átviszik egy másik sejtjébe, az nem működik. De ha működik, az egész éjjel sokat megváltozhat. Olyan, mint a gyorsult evolúció."
Nem a tengeri meztelen medencék képezik a szimbiotikus kapcsolatok révén a fotoszintézist. Az ilyen lények másik klasszikus példája a korallok, amelyek sejtjeikben fotoszintézisű dinoflagellatokat tárolnak, és a foltos szalamander, amely algákat használ az embriók napenergiával való ellátására.
A tengeri meztelen csigák azonban abban különböznek a hasonló állatoktól, hogy megtaláltak egy módszert a közvetítők kizárására és a fotoszintézist csak maguknak végezték el, az algákból a kloroplasztok elnyelésével és az emésztőrendszer falainak bevonásával. Ezt követően az állat és növény hibridje hónapokig élhet, csak napfény táplálásával. De az, hogy pontosan hogyan tartják fenn a meztelen csigák ellopott napenergia-gyáraikat, eddig rejtély maradt.
Most Peirce és más tanulmány társszerzői találták meg a választ erre a kérdésre. Úgy tűnik, hogy a meztelen csigák nem csak klórplasztokat lopnak az algákból, hanem fontos DNS-kódokat lopnak is. A Biológiai Közlönyben megjelent cikkben úgy tűnik, hogy a kloroplasztok javításához használt enzimet kódoló gén elősegítheti, hogy az meztelen olajcsövek hosszú ideig az algák fogyasztása után működjenek.
A genetikai kisajátítás ritka lehet a természetben, ám a tudósok évek óta kísérleteznek a laboratóriumokban. A géneknek az egyik szervezetből a másikba történő átvitelével az emberek számos új életformát hoztak létre, a kukoricából, amely saját peszticideket állít elő, a sötétben világító növényekhez. Mindezt szem előtt tartva, őrült-e azt gondolni, hogy a természet ólmát kell követnünk, és az állatokat - vagy akár az embereket is képeseknek kell lennünk a fotoszintézis képességére?
Biológus, tervező és író, Christina Agapakis, a szintetikus biológia doktora (Harvard), sok időt töltött azon, hogy új szimbiózist hozzon létre, amelyben az állati sejtek fotoszintetizálódhatnak. Agapakis szerint milliárd évvel ezelőtt a növényi ősek abszorbeáltak kloroplasztokat, amelyek szabadon élő baktériumok voltak.
Agapakis szerint a napfogyasztó szervezet létrehozásának problémája az, hogy nagyon nagy felületre van szükség ahhoz, hogy elegendő napfényt tudjon felvenni. A levelek segítségével a növények méretükhöz viszonyítva hatalmas mennyiségű energiát tudnak felszívni. A húsos emberek felület-térfogatarányukkal valószínűleg nem rendelkeznek a szükséges teherbírással.
"Ha kíváncsi vagy arra, hogy megszerezte-e a fotoszintézis képességét, azt válaszolom, hogy egyrészt teljesen le kell állítania a mozgást, másrészt pedig teljesen átlátszóvá kell válnod" - mondja Agapakis, aki becslése szerint minden emberi sejtnek ezer algára lesz szüksége a fotoszintézishez. …
Valójában a napsütéses Elysia chlorotica lehet a kivétel, amely bizonyítja a szabályt. A meztelen meztelen annyira úgy nézett ki és viselkedett, mint egy levél, hogy sok szempontból inkább növénynek, mint állatnak lett.
De akkor is, ha egy ember nem élhet egyedül a nap mellett, ki mondta, hogy időről időre nem tudja kiegészíteni étrendjét egy kis napos snackkel? Valójában a legtöbb fotoszintetikus állat, köztük több Elysia chlorotica rokon is, több, mint a nap energiája. Fotoszintézis-mechanizmusukat tartalékgenerátorként használják élelmiszerhiány esetén. Így a fotoszintetizációs képesség az éhség elleni biztosítás.
Az emberek talán egy teljesen új alkalmazást találnak a fotoszintézishez. Agapakis szerint például „lehetnek foltok az emberi bőrön - egy nap által aktivált sebgyógyító rendszer. Valami, ami nem igényel annyi energiát, mint egy embernek szüksége van."
A közeljövőben az ember nem fog teljes mértékben átállni arra, hogy csak egy napfényt nyújtson - legalábbis addig, amíg nem dönt a test kardinal módosításairól -, ezért mostanra továbbra is a természet példája inspirál.