Uurinud mehhanismi, mille abil loomad, nagu taimed, fotosünteesi viivad läbi, mõtlesid teadlased inimesele üle viia kogu päikeseenergia varustus.
Kujutage ette, kuidas oleks, kui inimesed saaksid nagu taimed toituda otse päikeseenergiast. See muudaks meie elu kindlasti lihtsamaks: lugematu arv tunde, mis kulutatud ostlemisele, toidu valmistamisele ja söömisele, võiks kulutada millelegi muule. Liigkasutatud põllumajandusmaa naaseb looduslike ökosüsteemide juurde. Seedetraktis levivad nälja, alatoitumuse ja haiguste tase langesid.
Inimesed ja taimed pole aga sadade miljonite aastate jooksul ühist esivanemad olnud. Meie bioloogia on põhimõtteliselt erinev peaaegu igas aspektis, nii et võib tunduda, et pole mingit võimalust inimeste fotosünteesi kavandamiseks. Või on see ikkagi võimalik?
Seda probleemi uurivad põhjalikult mõned sünteetilise bioloogia spetsialistid, kes üritasid luua isegi oma taime-looma hübriide. Ehkki oleme fotosünteesiks võimelise inimese loomisest veel kaugel, leidsid uued uuringud intrigeeriva bioloogilise mehhanismi, mis võiks aidata seda tärkavat teadusvaldkonda edasi viia.
Hiljuti teatasid ameerika külas Woods Halli asuva merebioloogilise labori esindajad, et teadlased on lahti lasknud Elysia chlorotica saladuse - hiilgav roheline merilõng, mis näeb välja taimelehena, toitub päikeselt nagu leht, kuid on tegelikult loom.
Selgub, et Elysia chlorotica säilitab nii erksa värvi, tarbides vetikaid ja võttes nende geenid fotosünteesiks. See on ainus teadaolev näide mitmerakulisest organismist, mille abil eraldatakse DNA teiselt organismilt.
Elysia chlorotica on väikeste merelõikude liik, mis kuulub meritigude molluskite hulka. See on loom, kes on võimeline fotosünteesima nagu taimed.
Reklaamvideo:
Uuringu kaasautor, Lõuna-Florida ülikooli emeriitprofessor Sidney K. Pearce ütles oma avalduses: „Maal on võimatu, et vetikageenid toimiksid looma rakus. Ja ometi juhtub. Need võimaldavad loomal saada oma toitu päikese eest. Teadlaste sõnul võiks sarnast mehhanismi kasutada ka siis, kui inimesed tahaksid oma rakkudesse häkkida, et muuta need fotosünteesi jaoks võimeliseks.
Päikeseenergia osas võime öelda, et inimesed on miljard aastat liikunud vales evolutsiooni suunas. Kuna taimed muutusid õhukeseks ja poolläbipaistvaks, muutusid loomad paksuks ja läbipaistmatuks. Taimed saavad oma väikesest, kuid püsivast osast päikesemahlast, viibides samas ühes kohas, kuid inimestele meeldib liikuda ning selleks on vaja energiarikkamat toitu.
Kui vaadata rakke ning inimeste ja taimede geneetilist koodi, selgub, et me polegi nii erinevad. Elu silmatorkav sarnasus selle põhitasemetel võimaldab juhtuda ebaharilikke asju, näiteks loomade fotosünteesi vargusi. Tänapäeval saame tänu kasvavale sünteetilise bioloogia väljale selliseid nähtusi korrata ühe evolutsioonilise hetkega, muutes biopunkide ideed fotosünteetiliste nahalaikude loomiseks vähem fantastilised.
Peirce sõnul ei toimi see tavaliselt siis, kui ühe organismi geenid kantakse teise rakku. Kuid kui see töötab, võib see üleöö palju muutuda. See on nagu kiirendatud evolutsioon."
Mereluugid pole ainsad loomad, kes suudavad sümbiootiliste suhete kaudu fotosünteesi teha. Teised selliste olendite klassikalised näited on korallid, mis salvestavad rakkudesse fotosünteetilisi dinoflagellaate, ja täpiline salamandr, mis kasutab vetikaid oma embrüote varustamiseks päikeseenergiaga.
Kuid merelõhed erinevad sarnastest loomadest selle poolest, et nad on leidnud viisi vahendajate välistamiseks ja fotosünteesi teostamiseks ainult enda jaoks, neelates vetikatest kloroplastid ja kattes nendega nende seedetrakti seinad. Pärast seda võib looma ja taime hübriid elada mitu kuud, toitudes ainult päikesevalgusest. Kuid see, kuidas nälkjad oma varastatud päikesevabrikuid täpselt hooldavad, on siiani jäänud saladuseks.
Nüüd on Peirce ja teised uuringu kaasautorid sellele küsimusele vastuse leidnud. Näib, et nälkjad mitte ainult ei varasta vetikatest kloroplastid, vaid ka olulisi DNA koode. Ajakirjas The Biological Bulletin avaldatud artiklis näib, et kloroplastide parandamiseks kasutatavat ensüümi kodeeriv geen võib aidata nälkjatel päikeseenergia masinaid kaua pärast vetikate söömist töös hoida.
Geneetiline sundvõõrandamine võib oma olemuselt olla haruldane, kuid teadlased on seda juba aastaid laborites katsetanud. Geenide ühest organismist teise ülekandmisel on inimesed loonud palju uusi eluvorme, alates maisist, mis toodab oma pestitsiide, kuni taimedeni, mis helendavad pimedas. Kas kõike seda arvesse võttes on hull mõelda, et peaksime järgima looduse eeskuju ja andma loomadele - või isegi inimestele - fotosünteesi võime?
Bioloog, disainer ja kirjanik Christina Agapakis, sünteetilise bioloogia doktorikraad Harvardist, on palju aega mõelnud, kuidas luua uus sümbioos, milles loomarakud saaksid fotosünteesida. Agapakise sõnul imendasid miljardeid aastaid tagasi taimede esivanemad kloroplastid, mis olid vabalt elavad bakterid.
Agapakis ütles, et päikest sööva organismi loomise probleem on see, et piisavalt päikesevalguse imamiseks on vaja väga suurt pinda. Lehtede abil suudavad taimed absorbeerida tohutul hulgal energiat, võrreldes nende suurusega. Lihavad inimesed oma pinna ja mahu suhtega ei oma tõenäoliselt vajalikku kandevõimet.
"Kui teil on huvi, kas teil on võimalus fotosünteesida, siis vastan, et esiteks peate liikumise täielikult lõpetama ja teiseks peate muutuma täiesti läbipaistvaks," ütleb Agapakis, kelle arvutuste kohaselt vajab iga inimese rakk fotosünteesi jaoks tuhandeid vetikaid. …
Tegelikult võib päikest sööv Elysia chlorotica olla reegel tõestav erand. Slug hakkas ilme ja käitus nii palju nagu leht, et see sai mitmes mõttes rohkem taime kui looma.
Kuid isegi kui inimene ei suuda üksi päikese käes püsida, kes ütles, et aeg-ajalt ei saa ta oma dieeti väikese päikeselise suupistega täiendada? Tegelikult loodavad enamik fotosünteesiga loomi, sealhulgas mitmed Elysia chlorotica sugulased, enamat kui lihtsalt päikeseenergiat. Toiduainete puuduse korral kasutavad nad oma fotosünteesi mehhanismi varugeneraatorina. Seega on fotosünteesi võime näljavastane kindlustus.
Võib-olla leiaksid inimesed fotosünteesi jaoks täiesti uue rakenduse. Näiteks võib Agapakise sõnul “inimese nahal olla rohelisi laike - päikese aktiveeritud haavade paranemise süsteem. Midagi, mis ei vaja nii palju energiat, kui inimene vajab."
Lähitulevikus ei saa inimene täielikult üle minna ainult ühe päikesevalguse pakkumisele - vähemalt seni, kuni ta otsustab keha kardinaalsete muudatuste üle -, seetõttu peame praegu jätkama looduse eeskuju inspireerimist.
