12 miesięcy temu

Zwierzęta mogą żywić się słońcem!

Chlorophyll

Naukowcy potwierdzają, że niektóre ssaki są wstanie przetwarzać energię słoneczną przez swoje własne komórki – czy człowiek również?

Żywe organizmy dzielimy ze względu na sposób pozyskiwania pokarmu na autotrofy, czyli wytwarzające pokarm samodzielnie, oraz heterotrofy, czyli takie, które w swojej diecie są zależne od innych organizmów. Do tej pierwszej grupy zaliczane są organizmy posiadające chlorofil, dzięki któremu możliwe jest przeprowadzenie procesu fotosyntezy. Przypomnijmy – fotosynteza to proces, w którym przy wykorzystaniu energii słonecznej dwutlenek węgla zostaje przetworzony na węglowodany.

Uważa się, że te dwie kategorie są wzajemnie wykluczające – organizm nie może być jednocześnie auto i heterotroficzny. Istnieją jednak pewne wyjątki od tej reguły – stworzenia, które mogą wykorzystywać energię słoneczną, jednak nie są w stanie czerpać związków węgla z powietrza, przez co są zmuszone pozyskać go w inny sposób. Grupa tych hybrydowych organizmów – fotoheterotrofów, to bezsiarkowe czerwone oraz zielone bakterie.

hemoglobina-chlorofil

Niezwykłe podobieństwo między strukturą cząsteczkową hemoglobiny i chlorofilu. Główną różnicą jest to, że pierścień hemoglobiny zbudowany jest wokół żelaza (Fe), a pierścień chlorofilu wokół magnezu (Mg).

Co ciekawe, tego rodzaju umiejętność zauważyć można również u pewnego gatunku mszyc (Acyrthosiphon pisum), który jest w stanie produkować swoje własne, podobne do występujących u zwierząt, karotenoidy (barwniki organiczne zwykle występujące w chloroplastach).

Karotenoidy pozwalają mszycom na wykorzystanie energii słonecznej w celu uzupełnienia ich potrzeb energetycznych! W pigmencie nadającym owadowi intensywny zielony kolor, zidentyfikowano geny karotenoidów występujących w sinicach.

Obfite stężenie karotenoidów u mszycy wskazuje na istotną rolę tego związku w procesach fizjologicznych, a nie tylko przeciwutleniających, z których karotenoidy są głównie znane. Zjawisko, które zaobserwowano u owada naukowcy określili jako „archaiczną formę fotosyntezy”, wykorzystującą emitujące światło elektrony do syntezy cząsteczek ATP, będących nośnikami energii chemicznej.

fotosynteza-u-zwierzat

Acyrthosiphon pisum

Mały owad zabarwiony na zielono przez karotenoidy jest w stanie wychwytywać energię słoneczną i wykorzystywać ją. Jednak przykłady takich umiejętności możemy, co zadziwiające, znaleźć nie tylko u mikroskopijnych baterii lub owadów. Okazuje się, że niektóre zwierzęta – robaki, gryzonie a nawet świnie (!) są w stanie również inicjować mechanizmy metabolizmu chlorofilu w swoim mitochondiurm, a przez to wykorzystywać energię słoneczną do „podładowywania się”.

Naukowcy z Columbia University Medical Center stwierdzili, że poprzez bogatą w chlorofil dietę, komórki ssaków również mogą przechwytywać specyficzne fale promieniowania słonecznego, które zostaną przełożone na zwiększenie się energii w mitochondriach komórek – czyli w miejscu odpowiedzialnym za przemiany energetyczne i wytwarzanie ATP. Poprzez serię eksperymentów naukowcy starali się odpowiedzieć na pytanie, czy zwierzęta, podobnie jak rośliny, są w stanie wykorzystać absorbujące światło cząsteczki chlorofilu, do przechwycenia energii słonecznej w celu syntezy ATP.

Prowadząc eksperymenty na wyizolowanych komórkach tkanek zwierzętach, doszli do wniosku, że tak! Oznacza to więc, że część świata zwierząt również jest w stanie „żywić się słońcem” i być może powinna być zakwalifikowana nie do heterotrofy lecz fotoheterotrofów.

Wniosek, jaki wysunęli naukowcy mówi więc, że przy bogatej w chlorofil diecie oraz ekspozycji na słonce, zwierzęta mogą czynić z roślin źródło energii, nie tylko przetwarzając dostarczone węglowodany, lecz również przechwytując promienie słoneczne, absorbowane bezpośrednio przez komórki swojego ciała, do zwiększenia energii produkowanej w mitochondriach.

ather_pic06_zpsbc02a2cc

Na razie możemy tylko domniemywać, czy podobne właściwości mogą pojawiać się w przypadku ludzkich komórek. Hipotezy na temat takiej ewentualności zakładają, że człowiek mógłby wychwytywać energię słoneczną bezpośrednio przy pomocy melaniny, jak również innych części składowych naszych komórek, w procesie zwanym dodatkową syntezą ATP (extra synthesis of ATP).

Stan naszej wiedzy wskazywał do tej pory, że człowiek jest biomechanizmem zależnym od cukrów prostych, który nie może pozyskiwać sił witalnych z nielimitowanych zasobów słonecznych. Być może jednak przyroda ma sposób, by zagospodarować każde dostępne źródło energii.