Neobični slučaj zelenog puža

Preuzeto iz Organism and Environment, First Ed., Sonia E. Sultan, 2015, Oxford University Press 
Edited by Bojan Kenig

Mali morski mekušac – atlantski morski puž Elysia chlorotica, predstavlja dobar primer odnosa organizama i životne sredine. Ovaj puž se hrani filamentoznom žuto-zelenom algom Vaucheria litore, pri čemu unosi u sebe sadržaj svake od izduženih višejedarnih ćelija ove alge. U tom procesu on zadržava hloroplaste iz tih ćelija, koji se zatim ugrađuju u ćelije njegovog digestivnog trakta. U tim ćelijama hloroplasti vrše fotosintezu veoma uspešno, obezbeđujući ovom morskom pužu metaboličku energiju i ugljenične proizvode kojima on gradi svoj mukozni omotač (Rumpho i sar. 2000, 2008; Venn i sar. 2008; Rumpho 2011). Ovakav kleptoplastični oblik simbioze (od grčkih reči kleptes (κλέπτης) – lopov, i plastos (πλαστός) – stvoren, oblikovan) neobičan je po tome što su hloroplasti ugrađeni direktno u telo ovog puža u vidu ogoljenih organela koje ostaju funkcionalne, tako da zapravo ćelije samog puža vrše fotosintezu. Još uvek nije jasno na koji način hloroplasti mogu da nastave da funkcionišu unutar ćelija ovih mekušaca, s obzirom da nema dokaza za horizontalni transfer gena alge Vaucheria u DNK vrste Elysia. Jedna mogućnost je da su ključni geni alge na neki način već postoje van hromozoma u ćelijama puža i da na taj način regulišu funkciju fotosinteze (Bhattacharaya i sar. 2013; de Vries i sar. 2013).

Uprkos njihovoj ključnoj ulozi, hloroplasti se ne prenose na potomstvo ovog puža putem jaja. Umesto toga, planktonske larve ovog mekušca moraju samostalno da se hrane na filamentima alge Vaucheria tokom nekoliko dana, kako bi same obezbedile fotosintetičku funkciju i završili metamorfozu i razvoj (Rumpho i sar. 2011; Pelletreau i sar. 2012). Progutani hloroplasti daju mladim puževima sjajnu zelenu boju (odatle i latinski naziv vrste i uobičajeno ime). Od ovog trenutka na dalje, zeleni puževi mogu sebe izdržavati isključivo fotosintetičkom aktivnošću i vezivanjem ugljenika, živeći kao biljka tokom svog desetomesečnog života (ali hraneći se i algom Vaucheria ukoliko je nađu usput). Da stvar bude još čudnija, telo odrasle životinje je zapravo ima oblik lista sa malom glavom. Zbog svojih spljoštenih parapodija u obliku lista, postoje pretpostavke da ovi puževi regulišu količinu svetlosti koja pada na njih, menjanjem svog pozicionog ugla, baš kao što to biljke rade pomoću peteljki listova (Rumpho i sar. 2011).

Od ovog trenutka na dalje, zeleni puževi mogu sebe izdržavati isključivo fotosintetičkom aktivnošću i vezivanjem ugljenika, živeći kao biljka tokom svog desetomesečnog života (ali hraneći se i algom Vaucheria ukoliko je nađu usput)

U ovom slučaju, kao i kod drugih kleptoplastičnih vrsta, osnovna funkcionalnost organizma tj njegov način prilagođavanja na životnu sredinu, je sredinski stečena. Postavlja se pitanje – da li je alga deo životne sredine ovog mekušca ili predstavlja njegov sastavni deo? Zapravo, ova životinja uključuje u sopstveni razvoj deo svoje (biotičke) sredine. Rezultirajući fenotip određuje spoljašnju sredinu kao sredinu biljnog organizma, karakterišući je primarno prisustvom sunčeve svetlosti a mnogo manje prisustvom heterotrofnih resursa (hranljivih materija u vodi). Životna sredina je izgradila zelenog puža i zeleni puž gradi svoju sredinu.

Iako su detalji ovakvog scenarija neobični, uzajamna izgradnja (ko-konstrukcija) je univerzalna odlika odnosa organizam – životna sredina (Lewontin 1985). Delovi spoljašnje sredine, od čitavih mikroorganizama (S. Gilbert i Epel 2009; Kerney i sar. 2011; Nicholson i sar. 2012) do hranljivih materija ili signalnih molekula, intimno su inkorporisani u bilo koji biološki organizam, kao informacija razvonih procesa ali i kao fiziološki resurs. Takođe, rezultujući organizam određuje prirodu i nivo abiotičkih i biotičkih varijabli koje čine relevantnu sredinu i utiču na stanje tih varijabli, Kao što je filozof Rasel Grej primetio, ko-konstrukcija organizama i životne sredine otvara pitanje da li unutrašnji ili spoljašnji faktori postoje nezavisno u biološkom smislu (Gray 1992). To nas vraća na misao o veoma poroznoj granici između organizma i sredine, sa uzročnošću koja je recipročna. Ova “ko-konstrukcija” takođe navodi i na promenu istraživačkog pristupa, u kojem se do sada odvojeno karakterisao organizam i njegova životna sredina, u cilju definisanja ekološke niše i selekcionih pritisaka. Da li je korisno isključivo fokusirati se na odnos organizma i sredine, pre nego na ta dva kao odvojene entitete, i time integrisati evoluciju, ekologiju i razviće?

 

Preuzeto iz Organism and Environment, First Ed., Sonia E. Sultan, 2015, Oxford University Press. 

Kao što je filozof Rasel Grej primetio, ko-konstrukcija organizama i životne sredine otvara pitanje da li unutrašnji ili spoljašnji faktori postoje nezavisno u biološkom smislu (Gray 1992).

Kleptoplastija – ili kleptoplastidija je simbionski fenomen kada domaćinski organizam uzima plastide iz algi, posebno hloroplaste. Algu domaćin jede i elimično vari, a plastid ostaje netaknut. Plastidi se održavaju unutar domaćina, privremeno nastavljajući fotosintezu.

 

Horizontalni transfer gena – predstavlja prenos i/ili razmenu genetičkog materijala između filogenetski udaljenih vrsta. Razlikuje se od vertikalnog transfera gena – prenošenje genetičkog materijala sa roditelja na potomstvo u okviru iste vrste.

 

Hromozomi – ćelijske strukture u koje je organizovan genetički materijal (DNK) organizma. 

Ekološka niša – zbir svi ekoloških faktora jedne vrste ili jednog organizma. Postoji više definicija ovog pojma.

sr_RSSerbian