Là loài động vật duy nhất có thể quang hợp, ăn ánh sáng mặt trời và sống cộng sinh với rong biển

Quá trình này bao gồm việc thu ánh sáng mặt trời, sử dụng nó để phân tách các phân tử nước và giải phóng oxy, sau đó sử dụng năng lượng thu được để tạo ra glucose, thức ăn duy trì các sinh vật sống. Đây là một quá trình quan trọng đối với sự sống trên Trái đất vì nó cung cấp nền tảng cho hầu hết các chuỗi thức ăn và chu trình dinh dưỡng.

Tuy nhiên, có một loài động vật có thể quang hợp - loài sên biển Elysia chlorotica. Sinh vật đáng chú ý này, còn được gọi là "sên biển mặt trời", là loài động vật duy nhất được biết đến có thể tự tổng hợp thức ăn thông qua quá trình quang hợp.

Elysia chlorotica là gì?

Elysia chlorotica là một loài sên biển sống ở vùng nước nông dọc theo bờ biển phía đông Bắc Mỹ, từ New England đến Vịnh Mexico. Đó là một loài sên nhỏ màu nâu xanh, dài khoảng 2 inch, ăn tảo xanh Vaucheria litorea. Tuy nhiên, không giống như các động vật ăn tảo khác, Elysia chlorotica có thể tích hợp lục lạp của tảo vào tế bào của chính chúng, nơi chúng tiếp tục quang hợp và sản xuất thức ăn.

Vì sao sên biển Elysia chlorotica có thể quang hợp?

Elysia chlorotica có khả năng quang hợp nhờ mối quan hệ cộng sinh với tảo xanh Vaucheria litorea. Khi hải sâm ăn tảo, nó không chỉ ăn các tế bào tảo mà còn cả lục lạp của chúng. Sau đó, sên sử dụng một loại enzyme để tách lục lạp từ tế bào tảo và tích hợp chúng vào tế bào của chính chúng. Khi đã ở trong tế bào của hải sâm, lục lạp tiếp tục quá trình quang hợp và tạo ra các phân tử giàu năng lượng mà hải sâm có thể sử dụng làm thức ăn.

Mối quan hệ cộng sinh này là duy nhất vì nó mang lại cho Elysia chlorotica khả năng quang hợp từ tảo mà nó ăn. Lục lạp từ tảo được tế bào của hải sâm hấp thụ và có thể tiếp tục quá trình quang hợp và tạo ra các phân tử giàu năng lượng cho hải sâm. Điều này có nghĩa là Elysia chlorotica có thể tự tạo ra năng lượng từ mặt trời, khiến nó ít phụ thuộc hơn vào nguồn thức ăn bên ngoài và có thể tồn tại ở những khu vực khan hiếm thức ăn.

Tất nhiên mối quan hệ này không phải là một chiều. Tảo cũng được hưởng lợi từ sự kết hợp này, vì sên cung cấp môi trường ổn định và giàu dinh dưỡng cho lục lạp phát triển mạnh. Trên thực tế, loài tảo Elysia chlorotica ăn sẽ tạo ra nhiều lục lạp bên trong hải sâm hơn so với khi sống độc lập trong nước.

Khả năng quang hợp của Elysia chlorotica có ý nghĩa quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về sự tiến hóa của quá trình quang hợp ở động vật. Quang hợp trước đây được cho là lĩnh vực độc quyền của thực vật, tảo và vi khuẩn. Tuy nhiên, việc phát hiện ra loài sên biển chạy bằng năng lượng mặt trời đã thách thức giả định này và cho thấy rằng quá trình quang hợp có thể đã tiến hóa độc lập ở các dòng sinh vật khác nhau.

Nghiên cứu về Elysia chlorotica và khả năng quang hợp của nó cũng có thể có những ứng dụng thực tế. Khả năng tích hợp lục lạp chức năng từ sinh vật này vào tế bào của sinh vật khác có thể được sử dụng để tạo ra các sinh vật quang hợp mới dùng trong công nghệ sinh học hoặc nông nghiệp.

Tóm lại, Elysia chlorotica là một loài động vật đáng chú ý thách thức sự hiểu biết của chúng ta về ranh giới giữa thực vật và động vật. Khả năng quang hợp của nó là minh chứng cho sự đa dạng và khả năng thích ứng của sự sống trên Trái đất, và nghiên cứu về sinh vật bất thường này có thể có ý nghĩa quan trọng đối với tương lai của công nghệ sinh học và nông nghiệp.