220159_zelenaya_-zhivotnye_-zmeya_1600x1200_(www.GdeFon.ru)

Зеленые животные — реальность или фантазия!
Самуил Маршак в одном из своих стихотворений писал:

Человек — хоть будь он трижды гением.
Остается мыслящим растением. С ним в родстве деревья и трава. Не стыдитесь этого родства.
Вам даны от вашего рожденья Сила, стойкость, жизненность растения.

Эти строки правильно отража­ют единство живой природы.В произведениях фантасти­ческого жанра нередко можно прочитать о человекоподобных существах зеленого цвета. Зе­леная окраска этих организ­мов, обусловленная хлорофил­лом, позволяет им самостоя­тельно синтезировать органи­ческие вещества нз неоргани­ческих за счет энергии света. Возможно ли такое в природе?

Прежде всего следует заме­тить, что на Земле имеются животные, питающиеся подоб­ным образом. Например, хоро­шо известная всем биологам эвглена зеленая, часто встре­чающаяся в застоявшихся лу­жах. Ботаники считают эв­глену водорослью, а зоологи до сих пор по традиции от­носят ее к животным. В чем дело?
Эвглена свободно передви­гается в воде при помощи жгутика. Такой способ пере­движения характерен как для ряда простейших животных, так и для некоторых ботани­ческих объектов, например зооспор отдельных видов во­дорослей. Эвглена содержит хлорофилл, поэтому при ин­тенсивном ее размножении во­да в лужах приобретает изум­рудно-зеленую окраску. На­личие хлорофилла позволяет ей питаться углекислым газом подобно всем зеленым расте­ниям. Однако, если водоросль перенести в воду, содержа­щую некоторые органические вещества, то она теряет зе­леную окраску н начинает, подобно животным, питаться готовыми органическими ве­ществами.
Эвглену все-таки нельзя назвать типичным животным, поэтому поищем других пред­ставителей, питающихся, по­добно растениям, при помощи хлорофилла.
Еще в середине XIX века немецкий зоолог Т. Зибольд обнаружил в телах пресновод­ной гидры и некоторых чер­вей хлорофилл. Позднее он был найден в организмах у других животных: гидроидных полипов, медуз, кораллов, гу­бок, коловраток, моллюсков Выяснено, что некоторые мор­ские брюхоногие моллюски, пи­тающиеся сифоновыми во­дорослями, не переваривают хлоропласты этих растений, а длительное время содержат нх в организме в функцнональ но-активном состоянии. Хло­ропласты сифоновых водорослей кодиума хрупкого (Со- dium fragile) и коднума па­утинистого (С. tomentosum), попадая в организм моллюс­ков, не перевариваются, а ос­таются в нем




Попытки освободить моллюсков от хлоропластов, поместив их в темноту на полто­ра месяца, оказались безус­пешными, равно как и выве­дение их из янц. Бесхлоропластные лнчинкн моллюсков погибали на ранней стадии развития.
Внутри животной клетки хлоропласты плотно упакова­ны н занимают значительный объем. Благодаря им моллюс­ки, не имеющие раковины, оказываются окрашенными в интенсивно зеленый цвет.
Почему же сифоновые водо­росли «полюбились» моллюс­кам? Дело в том, что в отли­чие от других зеленых водорос­лей они не имеют клеточного строения. Их крупное, часто причудливое по форме те» представляет собой одну ги­гантскую «клетку». Слово «клетка» я взял в кавычки не случайно. Хотя клеточные стенки в теле сифоновых водо­рослей отсутствуют, вряд лн можно назвать их одноклеточ­ными организмами, скорее это конгломерат не вполне разде­лившихся клеток. Подтвер­ждением тому служит нали­чие не одного, а множества клеточных ядер. Такое строе­ние назвали сифонным, а сами водоросли — сифоновыми. Отсутствие клеточных стенок, безусловно, облегчает процесс поглощения водоросли живот­ными клетками.
Ну а каковы хлоропласты этого растения. В теле водо­росли содержатся один или несколько хлоропластов. Если нх много, онн имеют диско- видную нли веретеновидную форму. Одиночные обладают сетчатым строением Ученые считают, что сетчатая струк­тура создается в результате соединения мелких хлороплас­тов друг с другом.
Многие ученые наблюдали усвоение углекислого газа хлоропластами, находящими­ся в животных клетках. У све­жесобранных моллюсков, элнзин зеленой (Elysia viridis) интенсивность фотосинтетического усвоения углекислого газа составляла 55—67 про­центов величины, определен­ной для неповрежденной водоросли кодиума хрупкого, из второго моллюсками были «приобретены» хлоропласты. Любопытно, что и содержание хлорофилла на 1 грамм сырой массы ткани у водоросли н животного было сходным.
Благодаря фотосинтезу мол­люски фиксировали углекис­лый газ на протяжении всех 93 дней опыта. Правда, ско­рость фотосинтеза постепенно ослабевала и к концу экспери­мента составляла 20—40 про­центов от первоначальной.
В 1971 году ученые наблю­дали выделение кислорода в ходе фотосинтеза хлоро- пластов, находящихся в клет­ках тридакны (Tridacna cris- pata). Тридакны — типичные обитатели тропических морей. Особенно широко они рас­пространены на коралловых рифах Индийского и Тихого океанов. Великаном среди моллюсков выглядит трндакна гигантская (Tridacna gigas), достигающая иногда длины 1,4 метра и общей массы 200 килограммов. Тридакны интересны для нас своим сим­биозом с одноклеточными во­дорослями. Обычно они так располагаются на дне, чтобы их полупрозрачная мантия, выступающая между створка­ми раковины, была обращена вверх и сильно освещалась солнцем. В ее межклеточном пространстве в большом коли­честве поселяются зеленые водоросли. Несмотря на зна­чительные размеры, моллюск питается только теми вещест­вами, которые вырабатывают водоросли-симбионты.
Любопытно отметить, что в клетках водоросли хлороплас- ты образуют глюкозу и саха­розу. Между тем изолирован­ные хлоропласты продуцируют только глюкозу. По-видимому, синтез сахарозы происходит не в хлоропластах, а в цито­плазме растительных клеток. Ну а в животных клетках хлоропласты вырабатывают шестиуглеродный сахар — га­лактозу. Как известно, галак­тоза входит в состав молоч­ного сахара — дисахарида, молекула которого при гидро­лизе дает глюкозу и галакто­зу. Переход хлоропластов к синтезу галактозы означает, по всей вероятности, что их деятельность контролируется цитоплазмой животной клет­ки, благодаря чему вырабаты­вается такое вещество, кото­рое может быть использовано именно животным организ­мом.
В Средиземном море и у бе­регов Франции в Атлантике встречается червь конволюта (Convoluta), у которого под кожным покровом также оби­тают зеленые водоросли, осу­ществляющие синтез органи­ческих веществ из неоргани­ческих. Благодаря активности своих «квартирантов» червь не нуждается в дополнитель­ных источниках пищи, поэто­му желудочно-кишечный тракт у него атрофировался.
Во время отлива множество конволют покидает свои норы для того, чтобы принять сол­нечные ванны. В это время водоросли под их кожей ин­тенсивно фотосинтезируют. Некоторые виды этих червей находятся в полной зависи­мости от своих поселенцев. Так, если молодой червь не «заразится» водорослями, то погибнет от голода. В свою очередь водоросли, поселив­шиеся в теле конволюты, теряют способность к сущест­вованию вне его организма. «Заражение» происходит с по­мощью «свежих», не живших еще в симбиозе с червями водорослей в момент, когда личинки червя выходят из яиц. Эти водоросли, по всей вероятности, привлекаются какими-то веществами, выде­ляемыми яйцами червей.
В связи с рассмотрением вопроса функционирования хлоропластов в клетках жи­вотных чрезвычайно большой интерес представляют опыты американского биохимика М. Насса, в которых было по­казано, что хлоропласты си­фоновой водоросли каулерпы, харовой водоросли нителлы, шпината и африканской фиал­ки захватываются клетками соединительной ткани (так называемыми фибробластами) мышей. Обычно в фиброблас­тах, заглотавших инородное тело (этот процесс ученые называют фагоцитозом), во­круг поглощенной частицы образуется вакуоль. Посте­пенно чужеродное тело пере­варивается и рассасывает­ся — исчезает. Когда же в клетки ввели хлоропласты, ва­куоли не возникали, а фибро­бласты даже не пытались их переварить.
Пластиды сохраняли свою структуру и способность к фотосинтезу на протяжении трех недель. Клетки, ставшие из-за их присутствия зелеными, нормально делились. При этом хлоропласты стихийно распределялись по дочерним клеткам. Пластиды, находив­шиеся в фибропластах около двух дней, а затем вновь выделенные, оставались непо­врежденными. Они усваивали углекислый газ с такой же скоростью, с какой фотосинте­зировали свежие хлороплас­ты, выделенные из растений.
Приведенные примеры гово­рят о том, что некоторые жи­вотные могут питаться орга­ническими веществами, обра­зованными в ходе фотосинте­за в их теле. Однако синте­зируют эти вещества не сами животные, а находящиеся в них хлоропласты. Вместе с тем на Земле нет ни одного достаточно большого и слож­но организованного животно- го-автотрофа, питающегося по принципу зеленых растений.
Предположим, что в ходе эволюции возникнут такие су­щества или их обнаружат на других планетах. Какими они должны быть?
Ученые полагают, что в та­ком животном хлорофилл бу­дет сосредоточен в коже, куда свободно проникает свет,
необходимый как для синтеза зеленого пигмента, так и для образования органических ве­ществ. «Зеленый человек» должен делать кое-что наобо­рот: днем, подобно сказочно­му королю, ходить в невиди­мой для всех одежде, а.ночью, напротив, одеваться, чтобы согреться.
Проблема заключается в том, сможет ли такой орга­низм получать с помощью фотосинтеза достаточно пищи. Исходя из максимально воз­можной интенсивности фото­синтеза растений в самых благоприятных условиях су­ществования, можно подсчи­тать, сколько органического вещества сможет образовать зеленая кожа этого человека. Если принять, что 1 квадрат­ный дециметр зеленого расте­ния за 1 час синтезирует 20 миллиграммов сахаров, то 170 квадратных дециметров человеческой кожи, доступной солнечным лучам, смогут об­разовать за это время 3,4 грамма. За 12-часовой день количество органического вещества составит 40,8 грамма. В этой массе будет концентри­роваться около 153 калорий энергии. Такого количества явно недостаточно для удов­летворения энергетических по­требностей человеческого ор­ганизма, которые составляют 2000—4000 калорий в сутки.
Примем во внимание, что «зеленому человеку» не нужно думать о пропитании и быть слишком деятельным, посколь­ку пища сама поступает в его организм из хлоропластов ко­жи. Нетрудно прийти к заклю­чению, что отсутствие физи­ческой нагрузки и малопод­вижный образ жизни сделают его похожим на обычное рас­тение. Иначе говоря, «зелено­го человека» весьма трудно будет отличить от опунции.
Расчеты исследователей показывают: для того, чтобы об­разовать достаточное коли­чество органического вещест­ва, «зеленый человек» в ходе эволюции должен в 20 раз увеличить поверхность своей кожи. Это может произойти за счет возрастания числа складок н отростков. Для это­го ему необходимо будет об­завестись подобием листьев. Если это произойдет, то он станет совсем малоподвиж­ным и еще более похожим на растение.
Таким образом, существова­ние крупных фотосинтезирую­щих животных и человека на Земле и в космосе едва ли возможно. Ученые полагают, что в любой биологической системе, хотя бы отдаленно напоминающей биосферу Зем­ли, обязательно должны су­ществовать растительиоподобные организмы, обеспечиваю­щие пищей и энергией как самих себя, так и животных.

Print Friendly

Это интересно: