Ze wszystkich dziwów, które czasem opisuję Szanownym Czytelnikom, człowiek to dziw nad dziwy. Weźmy chociażby nasze masowe zdziecinnienie objawiające się kolekcjonowaniem słodziaków. Trwa nieustający wyścig na Najsłodszego, rosną góry zabawek i gadżetów związanych z coraz nowszymi laureatami: kotki, pieski, alpaki, wombaty, kapibary, niesporczaki. Ostatnio, przeglądając naukowe wiadomości, natknęłam się na doskonałego kandydata. Oto Costasiella kuroshimae, lepiej znana jako „sheep leaf” lub „Shaun the sheep”, „baranek Shaun”. Nie jest to postać z bajki Aardman Animatoions, nie jest to nawet owca ani też liść. To morski ślimak.
Niewielkie rozmiary morskiej owieczki (5–8 mm) sprawiły, że jej istnienie ogłoszono dopiero w 1993 roku. Japońska badaczka dna morskiego znalazła na dużych glonach maleńkie, pasące się stadami zwierzęta, trochę przypominające bohatera bajki dla dzieci. Wszystkie słowa, które napiszę poniżej, są z punktu widzenia biologa nieprawidłowe. Rzecz bowiem dotyczy mięczaka, a nie roślinożernego ssaka kopytnego. I w rzeczy samej, oprócz skojarzeń wizualnych zwierzęta te nie mają ze sobą nic wspólnego. No, może tyle, że faktycznie pasą się na zielonych pastwiskach.
Na rozszerzającym się ku dołowi białym „pysku” Costasiella znajduje się para czarnych „oczu”, skupisk komórek światłoczułych. Tam, gdzie u owcy wyrastają uszy, u ślimaka widać dwa długie wyrostki, które służą za narząd węchu i smaku. „Tułów”, czyli reszta ciała, to struktury przypominające liście aloesu, intensywnie zielone, ułożone w baryłkowaty kształt.
Ślimak, „pasąc się”, nie gryzie roślin, ale poruszając się po powierzchni liścia, używa narządu przypominającego tarkę, którym rozrywa komórki, a wypływającą z nich zawartość wciąga do otworu gębowego. Wszystko powyżej, oprócz niezwykłej urody mięczaka, zapewne niespecjalnie dziwi. Dalej jednak zaczynają się dziać rzeczy nieoczywiste.
Costasiella kuroshimae, mierząca około 3 mm, w Parku Narodowym Wakatobi
(autor: Christian Gloor, 2016, Wikipedia)
W wyssanej zawartości komórek znajdują się chloroplasty, które w każdym przyzwoitym zwierzęciu są degradowane i trawione. U Costasielli chloroplasty zostają zamiast tego wchłonięte do wnętrza przez komórki nabłonka jelita. Stamtąd wydostają się na drugą stronę i przekazywane są do komórek znajdujących się pod powierzchnią ciała ślimaka. Tam trwają przez kilka – kilkanaście dni, prowadząc fotosyntezę. Ślimak na baterię słoneczną?
Costasiella należy do grupy morskich ślimaków Sacoglossa występujących powszechnie w płytkich wodach oceanów. Część z nich ma wyżej opisaną umiejętność kleptoplastii, czyli okradania organizmu, którym się żywią, z chloroplastów.
Nie jest jasne, jaki dokładnie jest mechanizm tego zjawiska, pewne jest, że komórki ślimaków rozpoznają chloroplasty rośliny jako coś, czego nie należy trawić. Chloroplast wchłaniany jest do komórki na drodze fagocytozy, czyli wklęśnięcia błony komórkowej do wnętrza. Utworzony pęcherzyk powinien połączyć się z lizosomem, komórkową bańką wypełnioną enzymami trawiącymi związki organiczne, jednak u gatunków wykorzystujących żywe chloroplasty tak się nie dzieje. Trwają one w pęcherzykach nazwanych przez badaczy kleptosomami i przez jakiś czas pełnią swoją podstawową funkcję: ślimak korzysta z produktów fotosyntezy w skradzionych organellach.
Rekordzistką w tej sztuce jest Elysia chlorotica, u której działające chloroplasty mogą utrzymywać się blisko rok. Jak to możliwe, nie jest do końca opisane. W komórkach roślinnych około 90% białek potrzebnych do utrzymania przy życiu chloroplastów kodowanych jest przez jądro komórkowe. Ponadto, choć chloroplasty produkują substancje niezbędne do życia, stanowią także śmiertelne zagrożenie dla komórki: są źródłem uszkadzających związki organiczne, m.in. DNA i białka, superaktywnych wolnych rodników. Rośliny wykształciły mechanizmy obrony przed nadmiarem wolnych rodników, komórki ślimaków ich nie mają.
Uważa się, że powstanie komórek roślinnych poprzedziła symbioza. Według obowiązującej dziś teorii chloroplasty to pozostałości po cyjanobakteriach, które nie zostały strawione po wchłonięciu do wnętrza prakomórek roślinnych. Z czasem taka symbioza dwojga partnerów, gdzie jedno zapewniało bezpieczne środowisko życia, a drugie produkty fotosyntezy, przerodziła się w konieczność, bo część genów organizmu fotosyntetyzującego przedostała się do jądra komórkowego gospodarza, a sama komórka uprościła się do organellum komórkowego. Obecnie z około 3000 białek niezbędnych do działania chloroplastów 95% kodowanych jest w jądrze komórki, a tylko kilka procent zawiera DNA znajdujący się w chloroplastach. Naukowcy długo uważali, że także w przypadku ślimaków prowadzących kleptoplastię nastąpiło przeniesienie genów rośliny do jądra zwierzęcia, i choć długo szukali, jak dotąd nie znaleźli potwierdzenia tej hipotezy.
Na szkodliwe efekty nadmiaru światła (zbyt intensywnie zachodzącej fotosyntezy) ślimaki mają swoje sposoby. Korzystają z faktu, że mogą się poruszać i uciekają ze zbyt jasnych miejsc. Jeden z gatunków po bokach ciała ma jasne fałdy, które może w razie nadmiaru światła zawinąć na grzbiet, chroniąc zielone komórki. W innym z przypadków chloroplasty, kiedy jest zbyt jasno, przemieszczają się i tworzą agregaty, których wewnętrznie położone organella są zaciemnione.
Pozbawione pokarmu ślimaki tracą na wadze, ale są w stanie w obecności światła utrzymać się przy życiu przez dłuższy czas. Dłuższy niż te, które głodują w ciemności. Ślimaki zatem wykorzystują produkty fotosyntezy do życia, a chloroplasty w ich tkankach nie są, jedynie jak najpierw zakładano, sposobem na doskonały kamuflaż. Ślimaki mogą zatem częściowo być niezależne od zasobów środowiska.
Obecności działających chloroplastów zawdzięczają jeszcze jedną niezwykłą możliwość ślimaki z gatunku Elysia marginata. Chodzi tu o tzw. autotomię, czyli umiejętność odrzucania części ciała, tak jak to robią np. ośmiornica czy jaszczurka, odrzucając w chwili zagrożenia, odpowiednio, ramię i ogon. E. marginata jest w tej dziedzinie mistrzynią, przeprowadza bowiem dekapitację autotomiczną, czyli odrzuca… całe ciało, stając się jedynie nieco przedłużoną głową. W odrzuconym ciele pozostają ważne narządy, m.in. serce i układ pokarmowy. Po jakimś czasie głowa wydłuża się stopniowo i, krok po kroku, w ciągu blisko trzech tygodni odrasta całe ciało. Aby to było możliwe, potrzebne jest źródło energii, a jest nim fotosynteza prowadzona przez skradzione chloroplasty.
Z badań wynika, że ślimak nie odrzuca ciała w sytuacji zagrożenia, co niespecjalnie dziwi, bo uwolniona głowa porusza się w tempie ślimaczym. Zapewne dzieje się to z powodu trapiących zwierzęta pasożytów, zwierzę odrzuca zakażone ciało, uwalniając się od choroby. I tu rozmarzyłam się, jak mi się często zdarza, kiedy podziwiam dzieła natury. Już od dawna dokuczają mi tu i tam niektóre części ciała. Gdyby tak wziąć L4, najeść się sałaty i poczekać, aż odrosnę całkiem nowa? Zostawiając, podobnie jak ślimak, głowę, bo do niej jestem jakoś bardziej przywiązana.