Ko so odkrili mehanizem, s katerim živali, tako kot rastline, izvajajo fotosintezo, so znanstveniki razmišljali o možnosti prenosa osebe na popolno oskrbo s sončno energijo.
Predstavljajte si, kaj bi se zgodilo, če bi se ljudje tako kot rastline lahko hranili neposredno s sončno energijo. Vsekakor bi nam olajšalo življenje: nešteto ur, porabljenih za nakupovanje, pripravo in uživanje hrane, bi lahko preživeli drugje. Prekomerno izkoriščena kmetijska zemljišča bi se vrnila v naravne ekosisteme. Raven lakote, podhranjenosti in bolezni, ki se širijo po prebavnem traktu, bi padla.
Vendar pa ljudje in rastline že stotine milijonov let nimamo skupnega prednika. Naša biologija je drastično drugačna v skoraj vseh vidikih, zato se zdi, da človeka ni mogoče načrtovati za izvajanje fotosinteze. Ali pa je še možno?
To težavo skrbno preučujejo nekateri sintetični biologi, ki so celo poskušali ustvariti lastne rastlinsko-živalske hibride. Čeprav smo daleč od tega, da bi ustvarili fotosintetičnega človeka, je nova raziskava odkrila zanimiv biološki mehanizem, ki bi lahko pomagal napredovati na tem nastajajočem področju znanosti.
Elysia chlorotica - žival, ki je sposobna fotosinteze kot rastline
Pred kratkim so predstavniki Morskega biološkega laboratorija, ki se nahaja v ameriški vasi Woods Hall, poročali, da so znanstveniki razkrili skrivnost Elysia chlorotica, briljantno zelenega morskega polža, ki je videti kot list rastline, jedo sonce kot list, vendar je v resnici žival. Izkazalo se je, da Elysia chlorotica ohrani tako svetlo barvo tako, da poje alge in jim odvzame gene za fotosintezo. To je edini znani primer večceličnega organizma, ki prevzame DNK drugega organizma.
V izjavi je soavtor študije Sidney K. Pierce, zaslužni profesor na Univerzi Južne Floride, dejal: Na Zemlji ni mogoče, da bi geni alg delovali znotraj živalske celice. In vendar se zgodi. Živalim omogočajo, da dobijo hrano od sonca.Po mnenju znanstvenikov, če bi ljudje želeli vdreti v lastne celice, da bi jih naredili sposobne fotosinteze, bi lahko za to uporabili podoben mehanizem.
Glede sončne energije lahko rečemo, da se ljudje že milijardo let gibljemo v napačno evolucijsko smer. Ko so rastline postale tanke in prozorne, so živali postale debele in neprozorne. Rastline dobijo svoj majhen, a stalen delež sončnega soka, ko ostanejo na enem mestu, ljudje pa se radi gibamo in za to potrebujemo energijsko bogato hrano.
Če pogledate celice in gensko kodo ljudi in rastlin, se izkaže, da si vendarle nismo tako različni. Ta osupljiva podobnost življenja na najbolj temeljnih ravneh omogoča, da se dogajajo nenavadne stvari, kot je kraja fotosinteze s strani živali. Danes, zahvaljujoč nastajajočemu področju sintetične biologije, bomo morda lahko posnemali takšne pojave v enem samem evolucijskem trenutku, zaradi česar se biopunkovske ideje o ustvarjanju fotosintetičnih kožnih zaplat zdijo manj fantastične.
Običajno, ko se geni enega organizma prenesejo v celice drugega, običajno ne deluje, je dejal Pierce. A če deluje, se lahko čez noč marsikaj spremeni. To je kot pospešena evolucija.
Morski polži niso edine živali, ki so sposobne izvajati fotosintezo v simbiotskem razmerju. Drugi klasični primeri takšnih bitij so korale, ki v svojih celicah shranjujejo fotosintetične dinoflagelate, in pegasti močerad, ki uporablja alge za napajanje svojih zarodkov s sončno energijo.
Od podobnih živali pa se morski polži razlikujejo po tem, da so našli način, kako odstraniti posrednike in izvajati fotosintezo samo zase, iz alg absorbirajo kloroplaste in z njimi prekrijejo stene svojega prebavnega trakta. Po tem lahko hibrid živali in rastline živi več mesecev in jedo samo sončno svetlobo. Toda do zdaj je ostala skrivnost, kako točno polži vzdržujejo svoje ukradene solarne tovarne.
Zdaj so Pierce in drugi soavtorji študije našli odgovor na to vprašanje. Zdi se, da polži ne ukradejo le kloroplastov iz alg, ampak ukradejo tudi pomembne kode DNK. Članek, objavljen v The Biological Bulletin, nakazuje, da lahko gen, ki kodira encim, ki se uporablja za popravilo kloroplastov, pomaga vzdrževati delovanje sončnih strojev še dolgo po zaužitju alg.
V naravi je genetska razlastitev morda redka, vendar v laboratoriju znanstveniki z njo eksperimentirajo že leta. S prenosom genov iz enega organizma v drugega smo ljudje ustvarili številne nove oblike življenja, od koruze, ki sama proizvaja pesticide, do rastlin, ki se svetijo v temi. Ali je ob vsem tem v mislih res noro misliti, da bi morali slediti zgledu narave in živalim – ali celo ljudem – podeliti sposobnost fotosinteze?
Biologinja, oblikovalka in pisateljica Christina Agapakis, ki je doktorirala iz sintezne biologije na Harvardu, je veliko časa razmišljala o tem, kako ustvariti novo simbiozo, v kateri bi živalske celice lahko fotosintezirale. Pred milijardami let so rastlinski predniki vključili kloroplaste, ki so bile prosto živeče bakterije, pravi Agapakis.
Kot je dejal Agapakis, je težava pri ustvarjanju organizma, ki jedo sonce, v tem, da je potrebna zelo velika površina, da absorbira dovolj sončne svetlobe. Rastline s pomočjo listov uspejo vsrkati ogromno energije glede na svojo velikost. Mesnati ljudje s svojim razmerjem med površino in prostornino najverjetneje nimajo potrebne nosilnosti.
Če se sprašujete, ali lahko pridobite sposobnost fotosinteze, vam bom odgovoril, da se boste morali, prvič, popolnoma nehati gibati, in drugič, postati popolnoma prozorni, pravi Agapakis, po katerem bo za vsako človeško celico potrebnih na tisoče alg za izvajanje fotosinteze.
Pravzaprav je soncejeda Elysia chlorotica lahko izjema, ki potrjuje pravilo. Polž je začel izgledati in delovati tako podobno kot list, da je v mnogih pogledih postal bolj rastlina kot žival.
Toda tudi če človek ne more obstajati samo na soncu, kdo je rekel, da ne more dopolniti svoje prehrane z majhnim sončnim prigrizkom občasno? Dejansko se večina fotosintetskih živali, vključno s številnimi sorodniki Elysia chlorotica, zanaša na več kot le na sončno energijo. Svoj fotosintetski stroj uporabljajo kot rezervni generator v primeru pomanjkanja hrane. Tako je sposobnost fotosinteze zavarovanje pred lakoto.
Morda bi človek našel povsem novo uporabo fotosinteze. Na primer, po Agapakisu , na človeški koži so lahko zelene lise, sistem za celjenje ran, ki ga aktivira sonce. Nekaj, kar ne zahteva količine energije, ki jo človek potrebuje.
Človek v bližnji prihodnosti še ne bo mogel popolnoma preklopiti na zagotavljanje le sončne svetlobe – vsaj dokler se ne odloči za kardinalne spremembe telesa – zato se zaenkrat lahko le še naprej zgledujemo po zgledu narave.