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 н 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 водорос лей кодиума хрупкого (Со- dium fragile) и коднума паутинистого (С. tomentosum), попадая в организм моллюсков, не перевариваются, а остаются в нем
Попытки освободить мол люсков от хлоропластов, по местив нх в темноту на полтора месяца, оказались безуспешными, равно как н выведение их нз янц. Бесхлоро- пластные 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 растения5 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, элн- зин зеленой (Elysia viridis) интенсивность фотосинтети- ческого усвоения углекислого газа составляла 55—67 процентов величины, определенной для неповрежденной во- дос^сли 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.
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 ве- щестба 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 растительиоподоб- ные организмы, обеспечивающие пищей и энергией как самих себя, так и животных.
Еще по теме Зеленые животные — реальность или фантазия!:
- « Черные дыры»- — миф или реальность?
- Реальность
- Телепортация: из области фантастики – в реальность
- ПРИМАТЫ, ИЛИ „ВЫСШАЯ ЗНАТЬ" ЖИВОТНОГО ЦАРСТВА
- 4 ЭЛЕМЕНТАРНОЕ МЫШЛЕНИЕ, ИЛИ РАССУДОЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ, ЖИВОТНЫХ:
- Судебно-ветеринарная экспертиза мяса и мясопродуктов от больных, убитых в состоянии агонии или павших животных.
- ПАТОМОРФОЛОГИЯ и ЦИТОПАТОЛОГИЯ ПРИ ВИРУСНЫХ БОЛЕЗНЯХ, ОБЩИХ ВСЕМ ИЛИ НЕСКОЛЬКИМ ВИДАМ ЖИВОТНЫХ
- Зеленые водоросли
- ЗЕЛЕНОЕ УДОБРЕНИЕ (СИДЕРАТЫ)
- Зеленые водоросли
- Жаба зеленая