Elysia chlorotica, czyli fotosyntetyzujący ślimak

Fotosynteza zazwyczaj kojarzona jest wyłącznie z samożywnymi roślinami. Nie jest to nic złego ani dziwnego. Właściwie prawie każda roślina jest do tego zdolna [oczywiście i od tego są wyjątki 😉 ]. Z kolei zwierzęta zazwyczaj utożsamiamy z organizmami cudzożywnymi i też nie winno to nas dziwić. Tak jest w przeważającej większości, ale czy istnieją tu wyjątki? Czy istnieją samożywne zwierzęta? Odpowiedź brzmi: poniekąd tak, aczkolwiek nie do końca 🙂 Stąd właśnie w poniższym filmie staram się opowiedzieć co nieco o ślimaku Elysia chlorotica, który jest zdolny do fotosyntezy i przynajmniej w jakimś stopniu może z tego korzystać ; )

To co najważniejsze, czyli źródła informacji:

  1. Cai, H., Li, Q., Fang, X. et al. A draft genome assembly of the solar-powered sea slug Elysia chloroticaSci Data 6, 190022 (2019). https://doi.org/10.1038/sdata.2019.22
  2. Cartaxana P, Morelli L, Jesus B, Calado G, Calado R, Cruz S. The photon menace: kleptoplast protection in the photosynthetic sea slug Elysia timida. J Exp Biol. 2019 Jun 27;222(Pt 12):jeb202580. doi: 10.1242/jeb.202580. PMID: 31171599.
  3. Cartaxana, P., Trampe, E., Kühl, M. et al. Kleptoplast photosynthesis is nutritionally relevant in the sea slug Elysia viridis . Sci Rep 7, 7714 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-08002-0
  4. Christa, G., Zimorski, V., Woehle, C., Tielens, A. G. M., Wagele, H., Martin, W. F., & Gould, S. B. (2013). Plastid-bearing sea slugs fix CO2 in the light but do not require photosynthesis to survive. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 281(1774), 20132493–20132493. doi:10.1098/rspb.2013.2493 
  5. Cruz, S., LeKieffre, C., Cartaxana, P. et al. Functional kleptoplasts intermediate incorporation of carbon and nitrogen in cells of the Sacoglossa sea slug Elysia viridisSci Rep 10, 10548 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-66909-7
  6. Debashish Bhattacharya, Karen N. Pelletreau, Dana C. Price, Kara E. Sarver, Mary E. Rumpho, Genome Analysis of Elysia chlorotica Egg DNA Provides No Evidence for Horizontal Gene Transfer into the Germ Line of This Kleptoplastic Mollusc, Molecular Biology and Evolution, Volume 30, Issue 8, August 2013, Pages 1843–1852, https://doi.org/10.1093/molbev/mst084
  7. Evertsen, J., Burghardt, I., Johnsen, G. et al. Retention of functional chloroplasts in some sacoglossans from the Indo-Pacific and Mediterranean. Mar Biol 151, 2159–2166 (2007). https://doi.org/10.1007/s00227-007-0648-6
  8. Green, B. J., Li, W.-Y., Manhart, J. R., Fox, T. C., Summer, E. J., Kennedy, R. A., … Rumpho, M. E. (2000). Mollusc-Algal Chloroplast Endosymbiosis. Photosynthesis, Thylakoid Protein Maintenance, and Chloroplast Gene Expression Continue for Many Months in the Absence of the Algal Nucleus. Plant Physiology, 124(1), 331–342. doi:10.1104/pp.124.1.331 
  9. Händeler, K., Grzymbowski, Y.P., Krug, P.J. et al. Functional chloroplasts in metazoan cells – a unique evolutionary strategy in animal life. Front Zool 6, 28 (2009). https://doi.org/10.1186/1742-9994-6-28
  10. Heike Wägele, Oliver Deusch, Katharina Händeler, Rainer Martin, Valerie Schmitt, Gregor Christa, Britta Pinzger, Sven B. Gould, Tal Dagan, Annette Klussmann-Kolb, William Martin, Transcriptomic Evidence That Longevity of Acquired Plastids in the Photosynthetic Slugs Elysia timida and Plakobranchus ocellatus Does Not Entail Lateral Transfer of Algal Nuclear Genes, Molecular Biology and Evolution, Volume 28, Issue 1, January 2011, Pages 699–706, https://doi.org/10.1093/molbev/msq239
  11. Jan de Vries, Jörn Habicht, Christian Woehle, Changjie Huang, Gregor Christa, Heike Wägele, Jörg Nickelsen, William F. Martin, Sven B. Gould, Is ftsH the Key to Plastid Longevity in Sacoglossan Slugs?, Genome Biology and Evolution, Volume 5, Issue 12, December 2013, Pages 2540–2548, https://doi.org/10.1093/gbe/evt205
  12. Johnson, M., Oldach, D., Delwiche, C. et al. Retention of transcriptionally active cryptophyte nuclei by the ciliate Myrionecta rubraNature 445, 426–428 (2007). https://doi.org/10.1038/nature05496 /na temat Myrionecta rubra/
  13. Kaltenpoth, M. (2019). Fundamentals of Microbiome Science: How Microbes Shape Animal Biology. By Angela E. Douglas. Princeton (New Jersey): Princeton University Press. $39.50. ix + 236 p.; ill.; index. ISBN: 9780691160344 (hc); 9781400889822 (eb). 2018. The Quarterly Review of Biology, 94(3), 301–302. doi:10.1086/705071  /źródło cytatu na wstępie/
  14. Laetz, E.M.J., Moris, V.C., Moritz, L. et al. Photosynthate accumulation in solar-powered sea slugs – starving slugs survive due to accumulated starch reserves. Front Zool 14, 4 (2017). https://doi.org/10.1186/s12983-016-0186-5
  15. Latowski D, Kuczyńska P, Strzałka K. Xanthophyll cycle–a mechanism protecting plants against oxidative stress. Redox Rep. 2011;16(2):78-90. doi: 10.1179/174329211X13020951739938. PMID: 21722416; PMCID: PMC6837671. /ogólnie na temat cyklu ksantofilowego redukującego wolne rodniki u roślin/
  16. Morphological alterations of zooxanthellae in bleached cnidarian hosts, http://hdl.handle.net/2268/6020 /na temat zooksantelli u koralowców/
  17. Mujer CV, Andrews DL, Manhart JR, Pierce SK, Rumpho ME. Chloroplast genes are expressed during intracellular symbiotic association of Vaucheria litorea plastids with the sea slug Elysia chlorotica. Proc Natl Acad Sci U S A. 1996;93(22):12333-12338. doi:10.1073/pnas.93.22.12333
  18. MUSCATINE, L., & CERNICHIARI, E. (1969). ASSIMILATION OF PHOTOSYNTHETIC PRODUCTS OF ZOOXANTHELLAE BY A REEF CORAL. The Biological Bulletin, 137(3), 506–523. doi:10.2307/1540172 /na temat zooksantelli u koralowców/
  19. Pelletreau, K.N., Worful, J.M., Sarver, K.E. et al. Laboratory culturing of Elysia chlorotica reveals a shift from transient to permanent kleptoplasty. Symbiosis 58, 221–232 (2012). https://doi.org/10.1007/s13199-012-0192-0
  20. Pelletreau, K.N., Worful, J.M., Sarver, K.E. et al. Laboratory culturing of Elysia chlorotica reveals a shift from transient to permanent kleptoplasty. Symbiosis 58, 221–232 (2012). https://doi.org/10.1007/s13199-012-0192-0
  21. Rumpho, M. E., Dastoor, F. P., Manhart, J. R., & Lee, J. (2007). The Kleptoplast. The Structure and Function of Plastids, 451–473. doi:10.1007/978-1-4020-4061-0_23 
  22. Rumpho ME, Pelletreau KN, Moustafa A, Bhattacharya D. The making of a photosynthetic animal. J Exp Biol. 2011 Jan 15;214(Pt 2):303-11. doi: 10.1242/jeb.046540. PMID: 21177950; PMCID: PMC3008634.
  23. Rumpho ME, Pochareddy S, Worful JM, Summer EJ, Bhattacharya D, Pelletreau KN, Tyler MS, Lee J, Manhart JR, Soule KM. Molecular characterization of the Calvin cycle enzyme phosphoribulokinase in the stramenopile alga Vaucheria litorea and the plastid hosting mollusc Elysia chlorotica. Mol Plant. 2009 Nov;2(6):1384-96. doi: 10.1093/mp/ssp085. Epub 2009 Oct 30. PMID: 19995736; PMCID: PMC2782795.