Po objavení mechanizmu, ktorým zvieratá, ako rastliny, vykonávajú fotosyntézu, vedci uvažovali o možnosti prenosu človeka na plný zdroj slnečnej energie.
Predstavte si, aké by to bolo, keby sa ľudia ako rastliny mohli živiť priamo slnečnou energiou. Určite by to náš život uľahčilo: nespočet hodín strávených nakupovaním, prípravou a jedením jedla by sa dalo stráviť niečím iným. Nadmerne využívaná poľnohospodárska pôda by sa vrátila do prírodných ekosystémov. Úrovne hladu, podvýživy a chorôb šíriacich sa v zažívacom trakte by klesli.
Ľudia a rastliny však nezdieľali spoločného predka stovky miliónov rokov. Naša biológia sa zásadne líši takmer vo všetkých aspektoch, takže by sa mohlo zdať, že neexistuje spôsob, ako navrhnúť ľudí, aby robili fotosyntézu. Alebo je to stále možné?
Tento problém dôkladne študujú niektorí odborníci v oblasti syntetickej biológie, ktorí sa dokonca pokúsili vytvoriť svoje vlastné hybridy rastlín a živočíchov. Aj keď stále nie sme ďaleko od vytvorenia človeka schopného fotosyntézy, nový výskum odhalil zaujímavý biologický mechanizmus, ktorý by mohol prispieť k rozvoju tejto vznikajúcej oblasti vedy.
Predstavitelia morského biologického laboratória, ktoré sa nachádzajú v americkej dedinke Woods Hall, nedávno uviedli, že vedci odhalili tajomstvo Elysia chlorotica - žiarivého zeleného morského slimáka, ktorý vyzerá ako list rastlín, živí sa slnkom ako list, ale v skutočnosti je to zviera.
Ukázalo sa, že Elysia chlorotica si udržuje takú svetlú farbu tým, že konzumuje riasy a fotosyntézu prijíma ich gény. Jediným známym príkladom mnohobunkového organizmu je priradenie DNA z iného organizmu.
Elysia chlorotica je druh malého slimáka morského, ktorý patrí k morským ulitníkom. Toto je zviera schopné fotosyntézy ako rastliny.
Propagačné video:
Vo vyhlásení, spoluautor štúdie, emeritný profesor na Univerzite v južnej Floride Sidney K. Pearce povedal: „Na Zemi nie je možné, aby gény v riasach fungovali vo vnútri zvieracej bunky. A napriek tomu sa to stáva. Umožňujú zvieraťu získať výživu od slnka. ““Podľa vedcov, ak by ľudia chceli hacknúť svoje vlastné bunky, aby boli schopné fotosyntézy, mohol by sa na to použiť podobný mechanizmus.
Pokiaľ ide o slnečnú energiu, môžeme povedať, že ľudia sa miliardovým rokom pohybujú nesprávnym vývojovým smerom. Keď sa rastliny stali tenkými a priesvitnými, zvieratá sa stali hustými a nepriehľadnými. Rastliny dostávajú svoj malý, ale konštantný podiel slnečnej miazgy, pričom zostávajú na jednom mieste, ale ľudia sa radi pohybujú, a preto potrebujú jedlo bohaté na energiu.
Ak sa pozriete na bunky a genetický kód ľudí a rastlín, ukázalo sa, že nie sme takí odlišní. Táto výrazná podobnosť života na jej základných úrovniach umožňuje, aby sa vyskytli nezvyčajné veci, napríklad krádež fotosyntézy zvierat. Dnes, vďaka rozvíjajúcemu sa odboru syntetickej biológie, dokážeme tieto fenomény reprodukovať v jednom evolučnom okamihu, takže biopunkčné predstavy o vytváraní fotosyntetických náplastí sa zdajú byť menej fantastické.
Podľa Peirce: „Keď gény z jedného organizmu sú prenášané do buniek iného organizmu, zvyčajne to nefunguje. Ak to však bude fungovať, môže sa cez noc veľa zmeniť. Je to ako zrýchlený vývoj. “
Morské slimáky nie sú jediné zvieratá schopné fotosyntézy prostredníctvom symbiotických vzťahov. Ďalšími klasickými príkladmi takýchto tvorov sú koraly, ktoré vo svojich bunkách ukladajú fotosyntetické dinoflageláty, a mlok skvrnitý, ktorý využíva riasy na zásobovanie embryí slnečnou energiou.
Morské slimáky sa však líšia od podobných zvierat tým, že našli spôsob, ako vylúčiť sprostredkovateľov a vykonať fotosyntézu iba pre seba, absorbovať chloroplasty z rias a pokryť nimi steny tráviaceho traktu. Potom môže hybrid zvieraťa a rastliny žiť mesiace a kŕmiť sa iba slnečným žiarením. Ale ako presne si slimáci udržiavajú svoje ukradnuté solárne továrne, ostáva dodnes záhadou.
Teraz Peirce a ďalší spoluautéri štúdie našli odpoveď na túto otázku. Zdá sa, že slimáci nielen kradnú chloroplasty z rias, ale aj kradnú dôležité kódy DNA. V článku publikovanom v The Biological Bulletin sa zdá, že gén, ktorý kóduje enzým používaný na opravu chloroplastov, môže pomôcť slimákom udržať solárne stroje v prevádzke dlho po jedle rias.
Genetické vyvlastnenie môže byť v prírode zriedkavé, ale vedci s ním experimentujú už roky. Prenosom génov z jedného organizmu do druhého si ľudia vytvorili mnoho nových foriem života, od kukurice, ktorá produkuje vlastné pesticídy, na rastliny žiariace v tme. Vzhľadom na toto všetko je bláznivé myslieť si, že by sme mali nasledovať olovo v prírode a poskytnúť zvieratám - alebo dokonca ľuďom - schopnosť fotosyntézy?
Biológka, dizajnérka a spisovateľka Christina Agapakis, doktorandka syntetickej biológie z Harvardu, strávila veľa času premýšľaním, ako vytvoriť novú symbiózu, v ktorej môžu živočíšne bunky fotosyntetizovať. Podľa Agapakisa, pred miliardami rokov, predkovia rastlín absorbovali chloroplasty, ktoré boli voľne žijúcimi baktériami.
Agapakis uviedol, že problémom pri vytváraní organizmu jesťho slnko je to, že na absorbovanie dostatočného množstva slnečného svetla je potrebný veľmi veľký povrch. Pomocou listov sa rastlinám podarí absorbovať obrovské množstvo energie v pomere k ich veľkosti. Mäsití ľudia s pomerom povrchu k objemu pravdepodobne nemajú potrebnú nosnosť.
„Ak premýšľate, či dokážete získať schopnosť fotosyntézy, najprv odpoviem, že musíte sa úplne prestať pohybovať a po druhé musíte byť úplne transparentní,“hovorí Agapakis, podľa ktorého výpočtov bude na fotosyntézu potrebovať každú ľudskú bunku tisíce rias. …
V skutočnosti môže byť Elysia chlorotica jesť na slnku výnimkou, ktorá dokazuje pravidlo. Slimák začal vyzerať a správať sa ako list, ktorý sa v mnohých ohľadoch stal viac rastlinou ako zvieraťom.
Ale aj keď človek nemôže prežiť iba na slnku, kto povedal, že nemôže občas doplniť svoju stravu malým slnečným občerstvením? V skutočnosti sa väčšina fotosyntetických zvierat vrátane niekoľkých príbuzných Elysia chlorotica spolieha viac ako len na energiu zo slnka. V prípade nedostatku potravín používajú svoj fotosyntetický mechanizmus ako záložný generátor. Schopnosť fotosyntézy teda predstavuje poistenie proti hladu.
Možno by ľudia mohli nájsť úplne novú aplikáciu na fotosyntézu. Napríklad podľa Agapakisa „na ľudskej koži môžu byť zelené škvrny - systém hojenia rán aktivovaný slnkom. Niečo, čo nevyžaduje toľko energie, ako človek potrebuje. “
V blízkej budúcnosti sa človek nebude môcť úplne prepnúť na poskytovanie iba jedného slnečného žiarenia - aspoň kým sa nerozhodne o kardinálnych modifikáciách tela - preto teraz musíme byť naďalej inšpirovaní príkladom prírody.