Poté, co vědci objevili mechanismus, kterým zvířata, jako rostliny, provádějí fotosyntézu, přemýšleli o možnosti převodu člověka na plný zdroj sluneční energie.
Představte si, jaké by to bylo, kdyby se lidé, jako rostliny, mohli živit přímo sluneční energií. Určitě by to náš život usnadnilo: nespočet hodin strávených nákupem, přípravou a jídlem jídla by mohlo být vynaloženo na něco jiného. Nadměrně využívaná zemědělská půda by se vrátila do přírodních ekosystémů. Úrovně hladu, podvýživy a nemoci šířící se zažívacím traktem by klesly.
Lidé a rostliny však sdíleli společného předka po stovky milionů let. Naše biologie se zásadně liší téměř ve všech aspektech, takže by se mohlo zdát, že neexistuje způsob, jak navrhnout lidi, aby dělali fotosyntézu. Nebo je to stále možné?
Tento problém důkladně studují někteří odborníci na syntetickou biologii, kteří se dokonce pokusili vytvořit své vlastní hybridy rostlin a zvířat. I když jsme stále ještě daleko od vytvoření člověka, který je schopen fotosyntézy, nový výzkum odhalil zajímavý biologický mechanismus, který by mohl přispět k rozvoji tohoto vznikajícího oboru vědy.
Nedávno zástupci mořské biologické laboratoře, která se nachází v americké vesnici Woods Hall, uvedli, že vědci vyřešili tajemství Elysia chlorotica - zářivě zeleného mořského slimáka, který vypadá jako list rostliny, živí se sluncem jako list, ale ve skutečnosti je to zvíře.
Ukázalo se, že Elysia chlorotica udržuje tak jasnou barvu tím, že konzumuje řasy a bere jejich geny pro fotosyntézu. Jediným známým příkladem mnohobuněčného organismu je přiřazení DNA z jiného organismu.
Elysia chlorotica je druh malého mořského slimáka, který patří k mořským ulitníkům. Toto je zvíře schopné fotosyntézy jako rostliny.
Propagační video:
Ve sdělení, spoluautor studie, emeritní profesor na University of South Florida Sidney K. Pearce řekl: „Je nemožné, aby řasové geny fungovaly uvnitř buňky zvířete. A přesto se to stává. Umožňují zvířeti získat výživu ze slunce. “Podle vědců, pokud lidé chtěli hacknout své vlastní buňky, aby byli schopni fotosyntézy, mohl by se k tomu použít podobný mechanismus.
Pokud jde o sluneční energii, můžeme říci, že lidé se pohybovali nesprávným evolučním směrem po miliardu let. Když rostliny rostly a byly průsvitné, zvířata zhoustla a neprůhledná. Rostliny získávají svůj malý, ale stálý podíl sluneční mízy, zatímco zůstávají na jednom místě, ale lidé se rádi pohybují, a proto potřebují jídlo bohaté na energii.
Když se podíváte na buňky a genetický kód lidí a rostlin, ukázalo se, že nejsme tak odlišní. Tato pozoruhodná podobnost života na jeho základních úrovních umožňuje neobvyklé věci, jako je krádež fotosyntézy zvířaty. Dnes díky rostoucímu oboru syntetické biologie dokážeme takové jevy reprodukovat v jednom evolučním okamžiku, takže biopunkční představy o vytváření fotosyntetických náplastí se zdají být méně fantastické.
Podle Peirce: „Obvykle, když jsou geny z jednoho organismu přeneseny do buněk jiného, nefunguje to. Ale pokud to funguje, může se hodně změnit přes noc. Je to jako zrychlený vývoj. “
Mořští slimáci nejsou jedinými zvířaty schopnými fotosyntézy prostřednictvím symbiotických vztahů. Dalšími klasickými příklady takových tvorů jsou korály, které ve svých buňkách ukládají fotosyntetické dinoflageláty, a mlok skvrnitý, který používá řasy k zásobování svých embryí sluneční energií.
Mořští slimáci se však liší od podobných zvířat v tom, že našli způsob, jak vyloučit zprostředkovatele a provést fotosyntézu pouze pro sebe, absorbovat chloroplasty z řas a zakrýt jimi stěny trávicího traktu. Poté může kříženec zvířete a rostliny žít měsíce a živí se pouze slunečním světlem. Ale jak přesně si slimáci udržují své ukradené solární továrny, zůstalo dodnes záhadou.
Nyní Peirce a další spoluautoři studie našli odpověď na tuto otázku. Zdá se, že slimáci nejen ukradnou chloroplasty z řas, ale také ukradnou důležité kódy DNA. V článku publikovaném v The Biological Bulletin se zdá, že gen, který kóduje enzym používaný k opravě chloroplastů, může pomoci slimákům udržet solární stroje v chodu dlouho po jídle řas.
Genetické vyvlastnění může být v přírodě vzácné, ale vědci s ním experimentují už léta. Přenosem genů z jednoho organismu do druhého lidé vytvořili mnoho nových forem života, od kukuřice, která produkuje vlastní pesticidy, na rostliny, které září ve tmě. Vzhledem k tomu všemu je bláznivé myslet si, že bychom měli následovat přírodní vedení a vybavovat zvířata - nebo dokonce lidi - schopností fotosyntézy?
Biologka, designérka a spisovatelka Christina Agapakis, PhD v oboru syntetické biologie z Harvardu, strávila spoustu času přemýšlením, jak vytvořit novou symbiózu, ve které mohou zvířecí buňky fotosyntetizovat. Podle Agapakise, před miliardami let, předci rostlin absorbovali chloroplasty, které byly volně žijícími bakteriemi.
Agapakis uvedl, že problém s vytvářením organismu konzumujícího slunce je ten, že k absorpci dostatečného množství slunečního světla je zapotřebí velmi velký povrch. S pomocí listů se rostlinám daří absorbovat obrovské množství energie v poměru k jejich velikosti. Masité lidé s poměrem povrchu k objemu pravděpodobně nemají potřebnou nosnost.
"Pokud vás zajímá, zda můžete získat schopnost fotosyntézy, nejprve odpovím, že za prvé, musíte se úplně přestat pohybovat, a za druhé, musíte se stát úplně průhledným," říká Agapakis, podle jehož výpočtů bude každá lidská buňka potřebovat tisíce řas …
Ve skutečnosti může být Elysia chlorotica konzumující sluneční světlo výjimkou, která prokazuje pravidlo. Slimák začal vypadat a chovat se stejně jako list, který se v mnoha ohledech stal spíše rostlinou než zvířetem.
Ale i když člověk nemůže přežít pouze na slunci, kdo řekl, že čas od času nemůže doplnit svou stravu malým slunečním občerstvením? Většina fotosyntetických zvířat, včetně několika příbuzných Elysie chlorotica, se ve skutečnosti spoléhá na více než jen na energii ze slunce. V případě nedostatku potravin používají svůj fotosyntetický mechanismus jako záložní generátor. Schopnost fotosyntézy tedy znamená pojištění proti hladu.
Možná by lidé mohli najít zcela novou aplikaci pro fotosyntézu. Například podle Agapakise „na lidské kůži mohou být zelené skvrny - systém hojení ran aktivovaný sluncem. Něco, co nevyžaduje tolik energie, kolik člověk potřebuje. “
V blízké budoucnosti se člověk nebude moci úplně přepnout na poskytování pouze jednoho slunečního světla - alespoň dokud se nerozhodne o kardinálních modifikacích těla - proto musíme prozatím inspirovat příklad přírody.