Loading

Первые доказательства фотосинтеза у насекомых

Создано 20.08.2012 15:58
Автор: Евгений

Фотосинтез у насекомых

Биология тли странна и удивительна: эти насекомые могут рождаться беременными, у самцов может не быть рта, вследствие чего они умирают вскоре после совокупления. К этому списку аномалий можно добавить и недавнее исследование, которое указало, что тля может также улавливать солнечный свет и использовать полученную энергию в целях метаболизма.

Тля уникальна среди животных благодаря способности синтезировать пигменты под названием «каротиноиды». Многие существа используют их в самых различных целях, таких как поддержание здоровья иммунной системы и производство определенных витаминов, но все животные, кроме тли, вынуждены получать каротиноиды из пищи. Энтомолог Алан Робишон из Софийского агробиотехнологического института в Софии Антиполис, Франция, и его коллеги считают, что у тли этот пигмент может также поглощать энергию Солнца и передавать ее в клеточные механизмы, отвечающие за производство энергии.

Тогда как это явление не имеет прецедентов среди животных, оно является совершенно обыденным в других царствах живых организмов. Растения и водоросли, а также некоторые грибы и бактерии также синтезируют каротиноиды, и во всех этих организмах пигменты составляют часть механизма фотосинтеза.

Основываясь на открытии, сделанном в 2010 году, что высокий уровень каротиноидов, обнаруженный у тли, - это местное явление, Робишон и его коллеги решили выяснить, для чего эти насекомые вырабатывают такие сложные с точки зрения метаболических процессов химические вещества.

Каротиноиды отвечают за пигментацию тли, а цвет насекомых определяет, какие именно хищники могут их видеть. На цвет тела лабораторной тли в исследовании Робишона влияли условия окружающей среды: низкие температуры содействовали появлению зеленого окраса тли, в результате оптимальных условий пигментация становилась оранжевой, а в условиях ограниченных ресурсов крупные популяции тли становились белыми.Первые доказательства фотосинтеза у насекомых

Когда исследователи измерили уровень АТФ – показатель передачи энергии у всех живых существ – результаты оказались поразительными. Зеленая тля с высоким уровнем каротиноидов производила значительно больше АТФ, чем белая, практически лишенная этого пигмента. Более того, производство АТФ возрастало, когда оранжевые насекомые, содержащие средний уровень каротиноидов, помещались под свет, и снижалось при перемещении насекомых в темноту.

Ученые препарировали оранжевую тлю и выделили каротиноиды, чтобы удостовериться, что именно эти фрагменты пигмента могли впитывать свет и становится причиной производства энергии.

Энтомолог из Софийского института Мария Каповилла, входящая в группу исследователей, настаивает, что необходимо выполнить еще много работы до того, как ученые смогут удостовериться, что тля действительно демонстрирует процессы фотосинтеза, но результаты нынешнего исследования четко указывают на такую возможность.

Способ расположения молекул каротина у тли доказывает эту гипотезу. Пигменты формируют слой толщиной от 0 до 40 микрометров глубоко в кутикуле насекомого, что является отличным местоположением для улавливания солнечного света.

Нэнси Моран, изучающая генетику насекомых в Йельском университете, США, и ставшая автором первоначального исследования о наличии генов для производства каротиноидов у тли, указывает на ряд вопросов, оставшихся открытыми. «Судя по всему, производство энергии – это наименьшая проблема тли; их диета перегружена чрезмерным сахаром, большую часть которого насекомые не могут использовать», - утверждает ученая.

Этот факт поднимает вопрос, для чего тле нужен фотосинтез. Мария Каповилла считает, что энергетический резерв по типу заряжаемой батареи помогает насекомым во время экологического стресса, например, в ходе миграции к новому растению-хозяину.

Источник: Nature

Комментарии: