Фотосинтезирующий моллюск-листик

Перед вами вовсе не листик морского растения, а самое настоящее животное — брюхоногий моллюск элизия (Elysia chlorotica). Такой зеленый он потому, что захватывает чужие хлоропласты, заставляя их работать на себя. То есть, фактически, это фотосинтезирующее животное.

Живут элизии в мелких заводях и соленых болотах на атлантическом побережье США и Канады. Эти создания довольно маленькие, их длина не превышает 60 мм. При помощи мощного скребка-радулы моллюск прогрызает клеточные стенки желто-зеленой водоросли вошерии (Vaucheria litorea), высасывая питательное содержимое. Большая часть компонентов растительных клеток далее движется по пищеварительному тракту животного и переваривается. Не переваривает элизия лишь хлоропласты — они захватываются клетками-фагоцитами пищеварительного тракта, накапливаются в его дивертикулах (выпячиваниях) и продолжают жить и функционировать. Это явление называется клептопластией. Пищеварительная система элизии — огромный лабиринт крошечных трубочек, буквально нашпигованных ворованными хлоропластами, и эти трубочки ветвятся по всему телу моллюска. Именно поэтому он ярко-зеленый.

Пищеварительный тракт моллюска Elysia chlorotica. A — элизия кормится на любимой водоросли Vaucheria litorea. B — хорошо видны отдельные пищеварительные трубочки (показаны стрелкой). C — увеличенная фотография эпидермиса элизии; можно разглядеть плотно упакованные хлоропласты. Рисунок из статьи K. N. Pelletreau et al., 2014. Lipid accumulation during the establishment of kleptoplasty in  Elysia chlorotica

Что интересно, элизия не только интегрирует чужие хлоропласты в свои собственные клетки. Моллюск даже способен сам продуцировать необходимые белки и хлорофилл, необходимый для работы этих растительных симбионтов. Моллюск и его любимая водоросль «срослись» весьма тесно: сравнение их ДНК показало, что как минимум 52 гена вошерии присутствует в геноме элизии. Это первый известный пример естественного горизонтального переноса генов между многоклеточными организмами, который, впрочем, в 2013 году опровергли.

На иллюстрации художницы Робин К. Херман изображено питание моллюска Elysia chlorotica, захват хлоропластов и интеграция их в дивертикулы. Рисунок с сайта rkherman.net

Рождается элизия, естественно, без всяких хлоропластов. Бледненькие светло-серые малыши начинают неистово уничтожать водоросли, накапливая важные симбионты. Взрослый моллюск-листик настолько экипирован хлоропластами, что полагается на фотосинтез как на основной источник энергии, переходя к питанию водорослями лишь время от времени. Кстати, форма листика тоже возникла неспроста, ведь она очень выгодна для экспонирования солнечному свету большой площади поверхности. На одной только энергии от фотосинтеза взрослая элизия может прожить до девяти месяцев. Моллюсков пробовали выращивать в темноте и заметили, что у них в отсутствие фотосинтетических процессов начинаются проблемы с накоплением хлоропластов и увеличивается смертность.

Elysia chlorotica, конечно же, не одна такая зеленая и листовидная. На этой иллюстрации художницы Эмили М. Енг изображены еще три вида моллюсков из того же рода. Слева направо сверху вниз: E. crispate, E. viridis, E. hirasei и наша знакомая E. chlorotica. Рисунок с сайта emilymeng.com

Справедливости ради отметим, что элизия — не единственное животное, использующее чужие хлоропласты. Еще этим, кроме других моллюсков, занимаются, например, кораллы, некоторые медузы и инфузории.

Фото с сайта newscientist.com.

Вероника Самоцкая