Sunt animalele capabile de fotosinteză?

Considerată multă vreme o abilitate specifică plantelor, algelor şi ciupercilor, „fabricarea” intracelulară de substanţe organice utilizând ca sursă de energie lumina solară - proces din care face parte şi fotosinteza - pare să fie totuşi mult mai răspândită în lumea vie decât ne-am fi imaginat. Rezultatele unor studii recente sugerează că o insectă din grupul afidelor - numite popular „purici de plante” - poate sintetiza pigmenţi cu ajutorul energiei solare.

Insecta sintetizează carotenoizi, o clasă de pigmenţi care joacă roluri importante în metabolismul animalelor în general (nu numai la insecte), fiind implicaţi în funcţia vizuală, creşterea oaselor, sinteza unor vitamine.

Până acum, se considera că animalele îşi pot procura carotenoizii necesari doar din surse externe - mâncând alge, ciuperci şi plante care sunt capabile să sintetizeze în mod natural aceşti compuşi.

Însă biologii de la Universitatea din Arizona au descoperit , în 2010, că o insectă numită afidul mazării poate sintetiza singură pigmenţi carotenoizi. Secretul genetic al acestei abilităţi? O genă provenită de la ciupercă a ajuns în celulele unui afid şi a fost copiată, devenind parte a genomului insectei.

În urma acestei descoperiri, biologul Alain Robichon, de la Institutul Sophia Agrobiotech din Franţa, a vrut să afle de ce sintetizează insecta asemenea substanţe care, din punct de vedere metabolic, sunt foarte costisitoare, implicând un consum mare de energie celulară.

Carotenoizii sunt responsabili de culoarea corpului insectelor, iar cercetătorii au constatat că aceste insecte îşi pot schimba culoarea în funcţie de condiţiile de mediu.

În condiţii optime, afidele sintetizează o cantitate medie de pigmenţi şi sunt colorate în portocaliu. La temperaturi scăzute, insectele au un nivel mai înalt de carotenoizi şi sunt verzi. În zonele cu resurse limitate, afidele sunt aproape lipsite de pigmenţi şi par albe.

Cercetătorii francezi au măsurat nivelul de ATP (adenozin-trifosfat) din corpul insectelor, aceasta fiind o metodă de a măsura transferul de energie în organismele vii, deoarece ATP este o substanţă implicată în procesele energetice la nivel celular.

Rezultatele au fost surprinzătoare: afidele verzi aveau mai mult ATP decât cele albe, iar afidele portocalii sintetizau mai mult ATP când erau expuse la lumină decât atunci când erau ţinute la întuneric. Ulterior, specialiştii au extras şi purificat carotenoizii din corpul afidelor, demonstrând că aceste substanţe absorb lumina şi participă la transferul de energie.

Toate aceste rezultate sugerează că pigmenţii carotenoizi sintetizaţi pot contribui la transferul de electroni foto-indus - adică la activarea unor reacţii metabolice prin alimentarea cu energie provenită din radiaţia luminoasă.

Afidele folosesc, aşadar, energia luminii solare în cadrul propriului lor metabolism.

Oamenii de ştiinţă afirmă, totuşi, că mai sunt necesare cercetări aprofundate până să poată fi siguri că afidele au, într-adevăr, capacităţi similare cu fotosinteza. Ei au emis ipoteza că aceste capacităţi ar putea constitui un sistem de rezervă, utilizat în perioadele de stres ambiental.