Manoma, kad aptikti pirmieji gyvūnų atliekamos fotosintezės požymiai

Amarai gyvūnų karalystėje yra unikalūs, nes tik jie pasižymi galimybe sintetinti pigmentus, vadinamus karotenoidais. Daugeliui gyvūnų šie pigmentai yra reikalingi įvairioms funkcijoms atlikti – pavyzdžiui, palaikyti imuninės sistemos stiprumą, gaminti kai kuriuos vitaminus. Tačiau visi kiti gyvūnai yra priversti karotenoidus gauti per maistą. Entomologas Alainas Robichonas iš Sophia agrobiotechnologijų instituto (Prancūzija) su kolegomis mano, kad amarų organizmuose šie pigmentai gali absorbuoti Saulės energiją ir ją perkelti į ląstelinius mechanizmus, dalyvaujančius cheminės energijos gamyboje.

Nors gyvūnų karalystei fotosintezė yra visiškai nebūdingas dalykas, kitose karalystėse toks reiškinys yra įprastas. Augalai ir dumbliai, kai kurie grybai ir bakterijos taip pat sintetina karotenoidus, visuose tuose organizmuose šie pigmentai dalyvauja fotosintezės procese.

Pačių pasigamintos Saulės baterijos

Mokslininkai, remdamiesi 2010 metais paskelbta moksline informacija, kad amaruose karotenoidų daug dėl to, kad pigmentą vabzdžiai pasigamina patys, nusprendė išsiaiškinti, dėl ko gyvūnai gamina tokius metaboliniu požiūriu brangius cheminius junginius.

Karotenoidai lemia amarų pigmentaciją, o amaro spalva lemia kokie plėšrūnai juos gali pastebėti. A. Robichono laboratorijoje tirtų amarų spalvą lėmė aplinkos sąlygos: esant žemesnei temperatūrai amarai pažaliuodavo, kai temperatūra būdavo optimali, amarai tapdavo oranžiniais, o kai populiacija labai padidėdavo ir išteklių pritrūkdavo, amarai pabaldavo.

Kai mokslininkai matavo amarų adenozintrifosfato (ATF) – visų gyvų sutvėrimų energijos pernašos „valiutos“ – kiekius, buvo gauti pribloškiantys rezultatai. Žalieji amarai, kuriuose karotenoidų daug, gamino kur kas daugiau ATF nei baltieji, kuriuose pigmentų beveik nėra. Be to, ATF gamyba padidėdavo oranžinius vabzdžius (jų organizmuose ATF kiekis buvo vidutinis) perkėlus į šviesią patalpą ir sumažėdavo kai jie būdavo perkeliami į tamsą.

Mokslininkai sutrynė oranžinius amarus ir, išgryninę jų organizme buvusius karotenoidus, sugebėjo pademonstruoti, kad net ir ekstraktas gali absorbuoti šviesą bei panaudoti jos energiją.

Vena iš tyrimo autorių Maria Capovilla – entomologė, dirbanti tame pačiame institute, tvirtina, kad reikia atlikti kur kas daugiau darbo norint tvirtai teigti, kad amarai gali iš tiesų fotosintetinti, tačiau dabartiniai tyrimų rezultatai neabejotinai palaiko tokią nuomonę.

Hipotezei svarbos suteikia ir tai, kaip vabzdžiuose išsidėsto karoteno molekulės. Pigmentai sudaro sluoksnį po 0-40 mikrometrų storio kutikule – tai yra ideali pozicija Saulės šviesai „gaudyti“.

2010 metų tyrimo, kurio metu nustatyta, kad amarai turi karotenoidų gamybos genus, autorė, Yale universiteto (JAV) vabzdžių genetikė Nancy Moran, nurodo, kad dar esama nemažai neatsakytų klausimų. „Energijos gamyba, atrodo, yra viena iš mažesnių amarų problemų – jų mityboje yra gausybė cukrų, ir daugumos jų vabzdžiai nepanaudoja“, – teigė mokslininkė.

O tai verčia kelti klausimą – kam amarams reikalinga fotosintezė? Bet M. Capovilla mano, kad atsarginis akumuliatorius vabzdžiams galbūt padeda esant sunkesnėms aplinkos sąlygoms, pavyzdžiui, kai jie migruoja iš vieno augalo į kitą.