Información

¿Puede algún animal realizar la fotosíntesis?

¿Puede algún animal realizar la fotosíntesis?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Las plantas y los animales tienen las siguientes propiedades distintas:

  • Las plantas viven de la energía solar mediante la fotosíntesis, utilizan la energía solar para producir azúcar y oxígeno a partir del dióxido de carbono, que les da energía. Los animales viven de las plantas de azúcar y oxígeno creadas y producen dióxido de carbono para su energía.
  • Los animales pueden moverse por el planeta mientras las plantas están atadas al suelo.

Claramente, los animales tienen más dificultades para sobrevivir sin plantas a su alcance que las plantas sin que los animales se acerquen. Esto es lógico porque la energía solar siempre está ahí, mientras que las plantas no lo están.

Entonces mi pregunta es: ¿Hay animales que puedan realizar la fotosíntesis? Es obvio que un animal con una majestuosidad similar a una planta no sería beneficioso, ya que depende de comer otras plantas para obtener su energía y es posible que no siempre haya plantas al alcance de su lugar.

Pero los animales que utilizan el sol y el dióxido de carbono para producir energía no suena tan estúpido.

  • Los animales nocturnos también pueden acumular energía mientras duermen.
  • Mucho más fácil que las plantas, los animales pueden asegurarse de que nada bloquee su luz solar.
  • Muchos animales pasan por períodos de hambre porque la comida es escasa, para algunos de ellos este período se combina con altos niveles de luz solar. (la estación seca, por ejemplo) (EDITAR: Esto es solo una idea, por supuesto que la fotosíntesis requiere agua, que está ausente en el estación seca. Pero aún así, en un período cálido con suficiente agua, a veces hay demasiados animales para alimentar de la vegetación disponible).

Algunas cosas que ya tomé en consideración:

  • Sé que las plantas, debido a que son pequeñas en masa (en comparación con el área con la que pueden recolectar la luz solar) y estáticas, no necesitan tanta energía como los animales. ¿Es esta la razón principal?
  • Yo sé que p. Ej. los reptiles, pero de hecho todos los animales de sangre fría, ya utilizan la energía del sol. Pero solo usan el calor del sol para calentar sus cuerpos, no realizan la fotosíntesis.

Hay 5 respuestas, todas "sí" (aunque la primera es discutible).

  1. Primero: existe al menos uno animal que puede producir su propia clorofila:

    Una babosa de mar verde parece ser en parte animal y en parte vegetal. Es la primera criatura descubierta para producir el pigmento vegetal clorofila.

    Las babosas marinas viven en marismas saladas en Nueva Inglaterra y Canadá. Además de robar los genes necesarios para producir el pigmento verde clorofila, las babosas también roban pequeñas partes celulares llamadas cloroplastos, que utilizan para realizar la fotosíntesis. Los cloroplastos utilizan la clorofila para convertir la luz solar en energía, tal como lo hacen las plantas, eliminando la necesidad de ingerir alimentos para obtener energía.

    La babosa en el artículo parece ser Elysia chlorotica.

    Elysia chlorotica es una de las "babosas marinas alimentadas por energía solar", que utiliza energía solar a través de los cloroplastos de su alimento de algas. Vive en una relación endosimbiótica subcelular con los cloroplastos del alga heterokont marina Vaucheria litorea.

    ACTUALIZAR: Según el comentario de @ Teige, este hallazgo es algo discutible.


  2. En segundo lugar, los animales no necesitan producir su propia clorofila, sino que albergan simbióticamente organismos que utilizan Photosynthetis, p. Ej. algas y cianobacterias. Este enfoque se llama Simbiosis fotosintéticas.

    En general, 27 (49%) de los 55 grupos eucariotas identificados por Baldauf (2003) tienen representantes que poseen simbiontes fotosintéticos o sus derivados, los plástidos. Estos incluyen los tres grupos principales de eucariotas multicelulares: las plantas, que son derivados de la simbiosis más antigua entre eucariotas y cianobacterias; los hongos, muchos de los cuales están liquenizados con algas o cianobacterias; y los animales. A nosotros, los autores, y probablemente a muchos lectores, nos enseñaron que los animales no realizan la fotosíntesis. Esta afirmación es verdadera en el sentido de que el linaje que dio origen a los animales no poseía plástidos, pero falsa en el sentido más amplio: muchos animales realizan la fotosíntesis mediante simbiosis con algas o cianobacterias.

    Tenga en cuenta que si bien la mayoría de los organismos conocidos por esto son hongos y algunos invertebrados raros (corales, almejas, medusas, esponjas, anémonas de mar), hay al menos un ejemplo de vertebrado como este: salamandra manchada (Ambystoma maculatum)


  3. Síntesis sin clorofila

    • Un estudio de 2010 realizado por investigadores de la Universidad de Tel Aviv descubrió que el avispón oriental (Vespa orientalis) convierte la luz solar en energía eléctrica utilizando un pigmento llamado xantopterina. Esta es la primera evidencia científica de un miembro del reino animal involucrado en la fotosíntesis, según Wikipedia.

    • Otro descubrimiento de 2010 es posiblemente una segunda evidencia:

      La investigadora bióloga de la Universidad de Arizona Nancy Moran y Tyler Jarvik descubrieron que los pulgones de los guisantes pueden producir sus propios carotenoides, como una planta. "Lo que sucedió es que un gen de un hongo entró en un pulgón y fue copiado", dijo Moran en un comunicado de prensa.

      Su artículo de investigación es http://www.sciencemag.org/content/328/5978/624, y no lo consideraron concluyente:

      El equipo advierte que se necesitarán más investigaciones antes de que podamos estar seguros de que los pulgones realmente tienen habilidades similares a la fotosíntesis.


  4. Tercero, dependiendo de cómo entiendas Fotosíntesis, Puede incluir otras reacciones químicas que conviertan la energía de la luz solar..

    Si la respuesta es "reacción habitual de 6H2O + 6CO2 ----------> C6H12O6 + 6O2 realizada a través de la clorofila", consulte las respuestas n. ° 1 y n. ° 2.

    Pero si simplemente traduce literalmente el término (sintetizar nuevas moléculas usando la luz), entonces TAMBIÉN puede incluir el proceso de generación de vitamina D a partir de la exposición a la luz solar que los humanos hacen gracias al colesterol (enlace)


  5. Respuesta no biológica.

Como beneficio adicional, Ophiocordyceps sinensis se conoce como mitad planta mitad animal (no muy científicamente en mi humilde opinión). Pero no realiza la fotosíntesis.


Estaba listo para responder otra pregunta que ahora se ha marcado como un duplicado de esta. Mi respuesta agrega nueva información relevante a la respuesta aceptada aquí, así que he decidido publicarla aquí ...

Un candidato de larga data para algo que se acerca a esta idea es la babosa de mar verde. Elysia chlorotica que utiliza cloroplastos derivados del alga Vaucheria litorea. Varias pruebas han indicado que la longevidad de estos cloroplastos en las células del tracto digestivo de la babosa marina se explica por la presencia de genes de algas que se han transferido al genoma de los moluscos. Sin embargo, el análisis más reciente del ADN de la línea germinal en la babosa marina no ha revelado evidencia de tal transferencia horizontal de genes. Parece que toda la evidencia de genes de algas y expresión de genes de algas en la babosa marina debe ahora explicarse en términos de ADN de algas adquirido somáticamente.

Bhattacharya et al. (2013) El análisis del genoma del ADN de huevo de Elysia chlorotica no proporciona evidencia de transferencia horizontal de genes a la línea germinal de este molusco cleptoplástico. Mol. Biol. Evol. epub antes de imprimir


Grana son pilas de compartimentos en forma de disco que están encerrados dentro de una membrana. Estos discos se denominan ticaloides y son el lugar donde ocurren las reacciones dependientes de la luz. El líquido que rodea al grana es el estroma. Las reacciones independientes de la luz tienen lugar en el estroma.

Las reacciones dependientes de la luz aprovechan y transfieren energía al dividir los átomos de hidrógeno y oxígeno. Los electrones se mueven a través de la cadena de transporte de electrones donde pasan a lo largo de una serie de proteínas para finalmente producir ATP, la energía utilizada en la siguiente etapa de la fotosíntesis.


Etapas de la fotosíntesis

Las reacciones de la luz

Las reacciones a la luz ocurren en el membranas tilacoides de los cloroplastos de las células vegetales. Los tilacoides tienen grupos de proteínas y enzimas densamente empaquetados conocidos como fotosistemas. Hay dos de estos sistemas, que funcionan en conjunto para eliminar electrones e hidrógenos del agua y transferirlos a los cofactores ADP y NADP +. Estos fotosistemas fueron nombrados en el orden en que fueron descubiertos, que es opuesto a cómo fluyen los electrones a través de ellos. Como se ve en la imagen de abajo, los electrones excitados por la energía luminosa fluyen primero a través de fotosistema II (PSII), y luego a través fotosistema I (PSI) a medida que crean NADPH. El ATP es creado por la proteína. ATP sintasa, que utiliza la acumulación de átomos de hidrógeno para impulsar la adición de grupos fosfato al ADP.

Todo el sistema funciona de la siguiente manera. Un fotosistema se compone de varias proteínas que rodean y conectan una serie de moléculas de pigmento. Los pigmentos son moléculas que absorben varios fotones, lo que permite que sus electrones se exciten. Clorofila a es el principal pigmento utilizado en estos sistemas y recoge la transferencia de energía final antes de liberar un electrón. El fotosistema II inicia este proceso de electrones utilizando la energía de la luz para dividir una molécula de agua, que libera el hidrógeno mientras extrae los electrones. Luego, los electrones pasan a través de la plastoquinona, un complejo enzimático que libera más hidrógenos en el espacio tilacoide. Luego, los electrones fluyen a través de un complejo de citocromo y plastocianina para alcanzar el fotosistema I. Estos tres complejos forman un cadena de transporte de electrones, muy parecido al que se ve en las mitocondrias. El fotosistema I luego usa estos electrones para impulsar la reducción de NADP + a NADPH. El ATP adicional producido durante las reacciones de luz proviene de la ATP sintasa, que utiliza el gran gradiente de moléculas de hidrógeno para impulsar la formación de ATP.

El ciclo de Calvin

Con su portadores de electrones NADPH y ATP todos cargados con electrones, la planta ahora está lista para crear energía almacenable. Esto sucede durante el Ciclo de Calvin, que es muy similar al ciclo del ácido cítrico que se observa en las mitocondrias. Sin embargo, el ciclo del ácido cítrico crea ATP otros portadores de electrones a partir de moléculas de 3 carbonos, mientras que el ciclo de Calvin produce estos productos con el uso de NADPH y ATP. El ciclo tiene 3 fases, como se ve en el gráfico siguiente.


Un pequeño insecto verde puede ser el primer animal fotosintético

Para revisar este artículo, visite Mi perfil y luego Ver historias guardadas.

Para revisar este artículo, visite Mi perfil y luego Ver historias guardadas.

Los pulgones de los guisantes pueden tener una capacidad sin precedentes para recolectar la luz solar y utilizar la energía con fines metabólicos. Lo convertiría en la única especie de animal que se sabe que tiene poderes similares a la fotosíntesis.

[El socio se reduce a los carotenoides, que son un tipo de pigmento que se usa en los animales para funciones cruciales como la visión, el crecimiento óseo y la producción de vitaminas. Todos los animales conocidos los obtienen al comer las plantas, algas y hongos que sintetizan naturalmente los compuestos de color rojo anaranjado.

En 2010, la investigadora bióloga de la Universidad de Arizona Nancy Moran y Tyler Jarvik descubrieron que los pulgones de los guisantes pueden producir sus propios carotenoides, como una planta. "Lo que pasó es que un gen de un hongo se metió en un pulgón y fue copiado", dijo Moran en un comunicado de prensa.

El entomólogo Alain Robichon, del Instituto de Agrobiotecnología Sophia en Francia, quería averiguar por qué los insectos fabrican productos químicos tan metabólicamente caros.

Los carotenoides son responsables del color del cuerpo de los áfidos y los investigadores encontraron que los insectos cambiaban de color según las condiciones ambientales. En ambientes óptimos, los pulgones producen una cantidad media de carotenoides y salen anaranjados. En el frío, los insectos tienen un alto nivel de carotenoides y son verdes. En áreas con recursos limitados, los pulgones casi carecen del pigmento y nacen blancos.

Luego, el equipo midió los pulgones y los niveles de trifosfato de adenosina (ATP), una forma de medir la transferencia de energía en los organismos vivos, y obtuvo resultados sorprendentes. Los pulgones verdes producen significativamente más ATP que los blancos, y los pulgones naranjas producen más ATP cuando están expuestos a la luz solar que cuando se mantienen en la oscuridad.

Los investigadores también trituraron los pulgones anaranjados y purificaron sus carotenoides, para demostrar que eran estos extractos los que podían absorber la luz y transmitir esta energía. Todo esto sugiere que los pigmentos sintetizados pueden contribuir a un sistema de transferencia de electrones fotoinducida, donde los pulgones pueden aprovechar la energía de la luz solar.

El equipo advierte que se necesitarán más investigaciones antes de que podamos estar seguros de que los pulgones realmente tienen habilidades similares a la fotosíntesis. Los investigadores también especulan que la capacidad podría usarse como respaldo, durante momentos de estrés ambiental.


8.1 Descripción general de la fotosíntesis

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Explicar la importancia de la fotosíntesis para otros organismos vivos.
  • Describir las principales estructuras involucradas en la fotosíntesis.
  • Identificar los sustratos y productos de la fotosíntesis.

La fotosíntesis es esencial para toda la vida en la tierra, tanto las plantas como los animales dependen de ella. Es el único proceso biológico que puede capturar la energía que se origina en la luz solar y convertirla en compuestos químicos (carbohidratos) que todo organismo usa para impulsar su metabolismo. También es una fuente de oxígeno necesaria para muchos organismos vivos. En resumen, la energía de la luz solar se “captura” para energizar los electrones, cuya energía luego se almacena en los enlaces covalentes de las moléculas de azúcar. ¿Qué tan duraderos y estables son esos enlaces covalentes? La energía extraída hoy por la quema de carbón y productos del petróleo representa la energía de la luz solar capturada y almacenada por la fotosíntesis hace 350 a 200 millones de años durante el Período Carbonífero.

Las plantas, las algas y un grupo de bacterias llamadas cianobacterias son los únicos organismos capaces de realizar la fotosíntesis (Figura 8.2). Debido a que utilizan la luz para fabricar su propia comida, se les llama fotoautótrofos (literalmente, "auto-alimentadores que utilizan la luz"). Otros organismos, como los animales, los hongos y la mayoría de las otras bacterias, se denominan heterótrofos ("otros alimentadores"), porque deben depender de los azúcares producidos por los organismos fotosintéticos para sus necesidades energéticas. Un tercer grupo de bacterias muy interesante sintetiza azúcares, no utilizando la energía de la luz solar, sino extrayendo energía de compuestos químicos inorgánicos. Por esta razón, se les conoce como quimioautótrofos.

La importancia de la fotosíntesis no es solo que puede capturar la energía de la luz solar. Después de todo, un lagarto que toma el sol en un día frío puede usar la energía del sol para calentarse en un proceso llamado termorregulación del comportamiento. En contraste, la fotosíntesis es vital porque evolucionó como una forma de almacenar la energía de la radiación solar (la parte “foto-”) en energía en los enlaces carbono-carbono de las moléculas de carbohidratos (la parte “-síntesis”). Esos carbohidratos son la fuente de energía que utilizan los heterótrofos para impulsar la síntesis de ATP a través de la respiración. Por lo tanto, la fotosíntesis alimenta el 99 por ciento de los ecosistemas de la Tierra. Cuando un depredador superior, como un lobo, se alimenta de un ciervo (Figura 8.3), el lobo se encuentra al final de un camino de energía que iba desde las reacciones nucleares en la superficie del sol hasta la luz visible, la fotosíntesis y la vegetación. , al ciervo, y finalmente al lobo.

Estructuras principales y resumen de la fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso de varios pasos que requiere longitudes de onda específicas de luz solar visible, dióxido de carbono (que es de baja energía) y agua como sustratos (Figura 8.4). Una vez que se completa el proceso, libera oxígeno y produce gliceraldehído-3-fosfato (G3P), así como moléculas de carbohidratos simples (de alto contenido energético) que luego se pueden convertir en glucosa, sacarosa o cualquiera de las docenas de otras moléculas de azúcar. Estas moléculas de azúcar contienen energía y el carbono energizado que todos los seres vivos necesitan para sobrevivir.

La siguiente es la ecuación química para la fotosíntesis (Figura 8.5):

Aunque la ecuación parece simple, los muchos pasos que tienen lugar durante la fotosíntesis son en realidad bastante complejos. Antes de conocer los detalles de cómo los fotoautótrofos convierten la luz solar en alimento, es importante familiarizarse con las estructuras involucradas.

Estructuras fotosintéticas básicas

En las plantas, la fotosíntesis generalmente tiene lugar en las hojas, que constan de varias capas de células. El proceso de fotosíntesis ocurre en una capa intermedia llamada mesófilo. El intercambio gaseoso de dióxido de carbono y oxígeno se produce a través de pequeñas aberturas reguladas llamadas estomas (singular: estoma), que también desempeñan un papel en la regulación del intercambio gaseoso y el equilibrio hídrico. Los estomas se encuentran típicamente en la parte inferior de la hoja, lo que ayuda a minimizar la pérdida de agua debido a las altas temperaturas en la superficie superior de la hoja. Cada estoma está flanqueado por células de protección que regulan la apertura y el cierre de los estomas al hincharse o encogerse en respuesta a los cambios osmóticos.

En todos los eucariotas autótrofos, la fotosíntesis tiene lugar dentro de un orgánulo llamado cloroplasto. Para las plantas, las células que contienen cloroplasto existen principalmente en el mesófilo. Los cloroplastos tienen una envoltura de doble membrana (compuesta por una membrana externa y una interna) y se derivan ancestralmente de antiguas cianobacterias de vida libre. Dentro del cloroplasto hay estructuras apiladas en forma de disco llamadas tilacoides. Incrustada en la membrana tilacoide se encuentra la clorofila, un pigmento (molécula que absorbe la luz) responsable de la interacción inicial entre la luz y el material vegetal, y numerosas proteínas que componen la cadena de transporte de electrones. La membrana tilacoide encierra un espacio interno llamado luz tilacoide. Como se muestra en la Figura 8.6, una pila de tilacoides se llama granum, y el espacio lleno de líquido que rodea el granum se llama estroma o "lecho" (no debe confundirse con estoma o "boca", una abertura en la epidermis de la hoja). .

Conexión visual

En un día caluroso y seco, las células protectoras de las plantas cierran sus estomas para conservar agua. ¿Qué impacto tendrá esto en la fotosíntesis?

Las dos partes de la fotosíntesis

La fotosíntesis tiene lugar en dos etapas secuenciales: las reacciones dependientes de la luz y las reacciones independientes de la luz. En las reacciones dependientes de la luz, la clorofila absorbe la energía de la luz solar y esa energía se convierte en energía química almacenada. En las reacciones independientes de la luz, la energía química recolectada durante las reacciones dependientes de la luz impulsa el ensamblaje de moléculas de azúcar a partir de dióxido de carbono. Por lo tanto, aunque las reacciones independientes de la luz no utilizan la luz como reactivo, requieren los productos de las reacciones dependientes de la luz para funcionar. Además, sin embargo, varias enzimas de las reacciones independientes de la luz son activadas por la luz. Las reacciones dependientes de la luz utilizan ciertas moléculas para almacenar temporalmente la energía: se las conoce como portadores de energía. Los portadores de energía que mueven la energía de reacciones dependientes de la luz a reacciones independientes de la luz pueden considerarse "llenos" porque son ricos en energía. Después de que se libera la energía, los portadores de energía "vacíos" regresan a la reacción dependiente de la luz para obtener más energía. La figura 8.7 ilustra los componentes dentro del cloroplasto donde tienen lugar las reacciones dependientes e independientes de la luz.

Enlace al aprendizaje

Haga clic en el enlace para obtener más información sobre la fotosíntesis.

Conexión diaria

Fotosíntesis en la tienda de comestibles

Las principales tiendas de comestibles de los Estados Unidos están organizadas en departamentos, como lácteos, carnes, frutas y verduras, pan, cereales, etc. Cada pasillo (Figura 8.8) contiene cientos, si no miles, de productos diferentes para que los clientes los compren y consuman.

Aunque existe una gran variedad, en última instancia, cada elemento puede vincularse a la fotosíntesis. Vínculo de carnes y lácteos, porque los animales fueron alimentados con alimentos de origen vegetal. Los panes, cereales y pastas provienen en gran parte de granos con almidón, que son las semillas de plantas dependientes de la fotosíntesis. ¿Qué pasa con los postres y las bebidas? Todos estos productos contienen azúcar; la sacarosa es un producto vegetal, un disacárido, una molécula de carbohidrato, que se construye directamente a partir de la fotosíntesis. Además, muchos artículos se derivan menos obviamente de plantas: por ejemplo, los artículos de papel son generalmente productos vegetales, y muchos plásticos (abundantes como productos y envases) se derivan de "algas" (organismos unicelulares similares a plantas y cianobacterias). Prácticamente todas las especias y aromatizantes en el pasillo de las especias fueron producidos por una planta en forma de hoja, raíz, corteza, flor, fruto o tallo. En última instancia, la fotosíntesis se conecta con cada comida y cada alimento que consume una persona.

Como Asociado de Amazon, ganamos con las compras que califican.

¿Quiere citar, compartir o modificar este libro? Este libro es Creative Commons Attribution License 4.0 y debe atribuir OpenStax.

    Si está redistribuyendo todo o parte de este libro en formato impreso, debe incluir en cada página física la siguiente atribución:

  • Utilice la siguiente información para generar una cita. Recomendamos utilizar una herramienta de citas como esta.
    • Autores: Mary Ann Clark, Matthew Douglas, Jung Choi
    • Editor / sitio web: OpenStax
    • Título del libro: Biología 2e
    • Fecha de publicación: 28 de marzo de 2018
    • Ubicación: Houston, Texas
    • URL del libro: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • URL de la sección: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/8-1-overview-of-photosynthesis

    © 7 de enero de 2021 OpenStax. El contenido de los libros de texto producido por OpenStax tiene una licencia Creative Commons Attribution License 4.0. El nombre de OpenStax, el logotipo de OpenStax, las portadas de libros de OpenStax, el nombre de OpenStax CNX y el logotipo de OpenStax CNX no están sujetos a la licencia Creative Commons y no pueden reproducirse sin el consentimiento previo y expreso por escrito de Rice University.


    Babosas marinas alimentadas por energía solar: Elysia chlorotica

    A pesar de su anatomía y fisiología relativamente avanzadas, los cuerpos de los animales no pueden usar la energía del sol directamente (excepto en reacciones como la producción de vitamina D en la piel humana) y pueden producir alimentos internamente. Sus células no tienen cloroplastos, por lo que dependen de las plantas u otros organismos fotosintéticos para su supervivencia, ya sea directa o indirectamente. La hermosa elysia esmeralda oriental (Elysia chlorotica) es un animal que ha encontrado una interesante solución a este problema.

    Elysia esmeralda del este es un tipo de babosa marina. Se encuentra a lo largo de la costa este de los Estados Unidos y Canadá en aguas poco profundas. La babosa mide aproximadamente una pulgada de largo y es de color verde. Su cuerpo suele estar decorado con pequeñas manchas blancas.

    Elysia chlorotica tiene estructuras anchas en forma de alas llamadas parapodios que se extienden desde los lados de su cuerpo mientras flota. Los parapodios se ondulan y contienen estructuras en forma de venas, lo que hace que la babosa parezca una hoja que ha caído al agua. Esta apariencia puede ayudar a camuflar al animal. Los parapodios se doblan sobre el cuerpo cuando el animal se arrastra sobre una superficie sólida.

    Estas fotos muestran una vista ampliada de la elisia esmeralda oriental. La flecha apunta a una de las ramas llenas de cloroplasto del tracto digestivo en los parapodios.


    La babosa de mar verde es en parte animal, en parte planta

    Para revisar este artículo, visite Mi perfil y luego Ver historias guardadas.

    Para revisar este artículo, visite Mi perfil y luego Ver historias guardadas.

    SEATTLE - Es fácil ser verde para una babosa de mar que ha robado suficientes genes para convertirse en el primer animal que se ha demostrado que produce clorofila como una planta.

    Con forma de hoja misma, la babosa Elysia chlorotica ya tiene fama de secuestrar los orgánulos fotosintetizadores y algunos genes de las algas. Ahora resulta que la babosa ha adquirido suficientes bienes robados para hacer que toda una vía de producción de químicos vegetales funcione dentro del cuerpo de un animal, dice Sidney K. Pierce de la Universidad del Sur de Florida en Tampa.

    Las babosas pueden fabricar la forma más común de clorofila, el pigmento verde en las plantas que captura la energía de la luz solar, informó Pierce el 7 de enero en la reunión anual de la Sociedad de Biología Integrativa y Comparativa. Pierce usó un trazador radiactivo para mostrar que las babosas estaban produciendo el pigmento, llamado clorofila a, por sí mismas y no simplemente confiando en las reservas de clorofila robadas de las algas en las que comen las babosas.

    "Esto podría ser una fusión de una planta y un animal, eso es genial", dijo el zoólogo de invertebrados John Zardus de The Citadel en Charleston, Carolina del Sur.

    Los microbios intercambian genes fácilmente, pero Zardus dijo que no podía pensar en otro ejemplo natural de genes que fluyan entre reinos multicelulares.

    Pierce enfatizó que esta babosa verde va mucho más allá de los animales como los corales que albergan microbios vivos que comparten las bondades de su fotosíntesis. La mayoría de esos hospedadores esconden las células compañeras enteras en grietas o bolsillos entre las células hospedadoras. La babosa de Pierce, sin embargo, toma solo partes de las células, los pequeños orgánulos fotosintéticos verdes llamados cloroplastos, de las algas que come. La red intestinal altamente ramificada de la babosa envuelve estos bits robados y los mantiene dentro de las células de la babosa.

    Algunas babosas relacionadas también engullen los cloroplastos, pero E. chlorotica por sí solo conserva los orgánulos en buen estado de funcionamiento durante toda la vida útil de las babosas de casi un año. La babosa succiona fácilmente las entrañas de los filamentos de algas siempre que están disponibles, pero con buena luz, no son esenciales las comidas múltiples. Los científicos han demostrado que una vez que una babosa joven ha sorbido su primera harina de cloroplasto de una de sus pocas especies favoritas de algas Vaucheria, la babosa no tiene que volver a comer por el resto de su vida. Todo lo que tiene que hacer es tomar el sol.

    Pero los cloroplastos necesitan un suministro continuo de clorofila y otros compuestos que se consumen durante la fotosíntesis. De vuelta en sus células de algas nativas, los cloroplastos dependían de los núcleos de las células de las algas para obtener suministros frescos. Para funcionar durante tanto tiempo en el exilio, "los cloroplastos podrían haberse llevado un go-cup cuando dejaron las algas", dijo Pierce.

    Sin embargo, ha habido indicios anteriores de que los cloroplastos de la babosa no funcionan únicamente con los suministros almacenados. A partir de 2007, Pierce y sus colegas, así como otro equipo, encontraron varios genes relacionados con la fotosíntesis en las babosas aparentemente extraídos directamente de las algas. Incluso las babosas marinas sin eclosionar, que nunca han encontrado algas, portan genes fotosintéticos de “algas”.

    En la reunión, Pierce describió el hallazgo de más genes de algas prestados en el genoma de las babosas para las enzimas en una vía de síntesis de clorofila. El ensamblaje del compuesto completo requiere unas 16 enzimas y la cooperación de múltiples componentes celulares. Para ver si la babosa realmente podía producir nueva clorofila a para reabastecer los cloroplastos, Pierce y sus colegas recurrieron a las babosas que no se habían alimentado durante al menos cinco meses y habían dejado de liberar desechos digestivos. Las babosas todavía contenían cloroplastos extraídos de las algas, pero cualquier otra parte de las esteras de algas peludas debería haber sido digerida durante mucho tiempo, dijo.

    Después de darles a las babosas un aminoácido marcado con carbono radiactivo, Pierce y sus colegas identificaron un producto radiactivo como clorofila a. El compuesto marcado radiactivamente apareció después de una sesión de babosas tomando el sol, pero no después de dejar que las babosas se sientan en la oscuridad. Está previsto que aparezca en la revista un artículo con detalles del trabajo. Simbiosis.

    Zardus, quien dice que trata de mantener un escepticismo saludable como cuestión de principios, le gustaría saber más sobre cómo el equipo controló la contaminación por algas. Sin embargo, las posibilidades de la fotosíntesis prestada son intrigantes, dice. La mezcla de genomas de algas y animales ciertamente podría complicar el rastreo de la historia evolutiva. En el árbol de la vida, dijo, la babosa de mar verde "aumenta la posibilidad de que las puntas de las ramas se toquen".

    "Extraño", dijo Gary Martin, biólogo de crustáceos en Occidental College en Los Ángeles. "Los pasos en la evolución pueden ser más creativos de lo que jamás imaginé".


    Beneficios de la fotosíntesis

    En teoría, las plantas podrían utilizar la energía del sol para producir directamente energía celular. En cambio, las plantas producen azúcares que luego deben descomponerse a través de la respiración antes de que una célula vegetal pueda acceder a la energía que ha sido absorbida.

    El beneficio de esta forma indirecta de utilizar la energía del sol es que los azúcares se pueden almacenar para su uso posterior. La energía celular tiene una vida útil muy corta y, por lo general, se usa muy poco después de estar disponible. Al usar la fotosíntesis, las plantas pueden acumular reservas de energía cuando el sol está presente para ser utilizada cuando el sol está ausente, es decir, durante la noche o el invierno.

    En buenas condiciones, las plantas producen más azúcares de los que necesitan para sobrevivir y pueden crecer. El crecimiento de tejido vegetal sustenta la vida de animales, bacterias, hongos y protistas.

    Estos organismos serán apoyados directa o indirectamente por el suministro de energía de los organismos fotosintetizadores. Muchos animales, conocidos como pastores, se alimentan de material vegetal. Las bacterias viven dentro y fuera de las plantas. Muchas especies de bacterias y hongos se mantienen al descomponer el material vegetal muerto en un proceso llamado & # 8216decomposition & # 8217.

    Aprende jugando & # 8211 un juego de fotosíntesis producido por Bioman Biology

    Última edición: 12 de octubre de 2016

    Curso GRATUITO de 6 semanas

    Ingrese sus datos para obtener acceso a nuestro curso por correo electrónico de introducción a la biología GRATUITO de 6 semanas.

    Aprenda sobre animales, plantas, evolución, el árbol de la vida, ecología, células, genética, campos de la biología y más.

    ¡Éxito! Se ha enviado un correo electrónico de confirmación a la dirección de correo electrónico que acaba de proporcionar. Revise sus correos electrónicos y asegúrese de hacer clic en el enlace para comenzar con nuestro curso de 6 semanas.

    Biología básica: una introducción

    También disponible en Amazon, Book Depository y todas las otras buenas librerías.


    Hay un animal que parece sobrevivir sin oxígeno.

    En 2010, parecía que los libros de texto de biología tendrían que ser reescritos. En el fondo del mar Mediterráneo, en uno de los entornos más extremos de la Tierra, un equipo de investigación encontró evidencia de un animal capaz de vivir toda su vida sin oxígeno.

    Ninguno de los otros millones de especies animales conocidas puede hacer eso. A menudo se supone que el oxígeno, de alguna forma, es vital para la vida animal. Sin embargo, la existencia de estas criaturas parecía hacer un agujero en esta teoría, con implicaciones de gran alcance para nuestra comprensión de la vida en la Tierra.

    Los diminutos animales mediterráneos pertenecen a un grupo llamado loriciferans & ndash, un grupo de animales tan inusual que no se descubrió hasta la década de 1980.

    Debido a que el lodo en el fondo de la cuenca de L'Atalante está completamente desprovisto de oxígeno, el equipo no esperaba encontrar "formas de vida superiores".

    Los loricíferos son aproximadamente del tamaño de una ameba grande. Viven en sedimentos fangosos en el fondo de los mares. Pero supuestamente, ese lodo debería contener algo de oxígeno para permitir que los animales respiren. El barro de la cuenca de L'Atalante en el fondo del Mediterráneo no lo hace.

    Durante un período de una década, Roberto Danovaro de la Universidad Politécnica de Marche, Italia, y sus colegas navegaron por las profundidades de la cuenca de L'Atalante. Se encuentra a 3,5 km bajo la superficie, a unos 200 km (124 millas) de la costa occidental de Creta. La parte interior de la cuenca está completamente desprovista de oxígeno, porque los depósitos de sal antiguos enterrados debajo del lecho marino se han disuelto en el océano, lo que hace que el agua se vuelva más salada y densa.

    El agua densa no se mezcla con el agua de mar normal rica en oxígeno de arriba y queda atrapada en los valles del fondo marino. El agua libre de oxígeno ha estado en su lugar durante más de 50.000 años.

    Debido a que el lodo en el fondo de la cuenca de L'Atalante está completamente desprovisto de oxígeno, el equipo no esperaba encontrar "formas de vida superiores", lo que básicamente significa animales y ndash viviendo allí. Pero, de hecho, encontraron tres nuevas especies de loricíferos, aparentemente prosperando en el barro.

    No son solo los niveles cero de oxígeno con los que deben lidiar las criaturas. Los loricíferos están rodeados de sulfuros venenosos y viven en un agua tan salada que las células normales se convertirían en cáscaras secas.

    Tardamos 10 años en confirmar mediante experimentos que los animales realmente vivían sin oxígeno.

    "Cuando los vimos por primera vez no podíamos creerlo", dice Danovaro. "Antes de este estudio, sólo se habían encontrado dos especímenes [de loricíferos] en el Mediterráneo profundo. ¡Había más organismos en 10 centímetros cuadrados de cuenca anóxica que en el resto del mar Mediterráneo juntos!"

    Pero la mayor sorpresa de todas fue el hecho de que los diminutos animales parecían sobrevivir sin nada de oxígeno.

    “Sabíamos que algunos animales, como los nematodos parásitos del gusano plano, pueden pasar parte de su vida sin oxígeno, viviendo en el intestino”, dice Danovaro. "Sin embargo, no pasan todo su ciclo de vida de esta manera. Nuestro descubrimiento desafió todos los pensamientos y suposiciones anteriores sobre el metabolismo de los animales".

    Él dice que esto hizo que su descubrimiento fuera difícil de creer para otros científicos. "De hecho, al principio no nos lo creíamos. Tardamos 10 años en confirmar mediante experimentos que los animales realmente vivían sin oxígeno".

    Esos experimentos fueron difíciles de realizar. Los científicos no pudieron sacar a los animales vivos a la superficie, porque el viaje los mataría instantáneamente. Lo que pudieron hacer fue probar los diminutos animales en busca de signos de vida en el lecho marino.

    Demostraron que las moléculas fluorescentes que solo son absorbidas por las células vivas se incorporaron a los cuerpos de los loricíferos. También usaron una mancha que reacciona solo a la presencia de enzimas activas. La mancha reaccionó con loricíferos de la cuenca, pero no con los restos obviamente muertos de otros animales microscópicos encontrados en l'Atalante.

    Cuanto más se acercaban las muestras de los investigadores a la cuenca anóxica de agua, menos loricíferos vivos encontraban.

    What's more, some of the loriciferans appeared to have eggs in their bodies, suggesting that they were reproducing. Others loriciferans were found in the process of shedding their shell and moulting, a further indication that they were alive.

    Finally, the loriciferans in l'Atalante were completely intact and not at all decomposed &ndash unlike other microscopic animals the researchers found in the salty, oxygen-absent environment.

    After this careful work Danovaro and his colleagues made their findings public: the loriciferans were, indeed, living in an environment completely devoid of oxygen. Their 2010 paper, published in the journal Biología BMC, was a scientific sensation.

    Even so, some other researchers are not convinced. A second team visited the Mediterranean in 2011 to examine for themselves the loriciferans and their unusual environment. Their findings, which were published late in 2015, challenge the idea that the loriciferans really do live without oxygen.

    Joan Bernhard at the Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts led this second team. She and her colleagues collected mud and water samples from just above the anoxic pools of L'Atalante. Due to technical difficulties, the pools themselves were too dense for their remotely operated vehicle to penetrate.

    If the tiny animals really were dead and inhabited by bacteria, this would have been obvious

    The team found the same species of loriciferans discovered by Danovaro. But these loriciferans were living in environments with normal levels of oxygen, and in the upper layers of the sediment above the anoxic pools, which had low levels of oxygen.

    The closer the researchers' samples came to the anoxic basin of water, the fewer living loriciferans they found.

    Bernhard argues that it is extremely unlikely that loriciferans would be adapted to live both in areas totally without oxygen and high in salt, and also in environments with plentiful oxygen and normal levels of salt.

    Instead, her team argues that cadavers of dead loriciferans could have floated down into the muddy sediments of the L'Atalante basin, where they were inhabited by "body-snatching" bacteria. Many species of bacteria are known to be able to live without oxygen, and they could have incorporated the biomarkers into the loriciferans' bodies, potentially fooling Danovaro and his colleagues into believing that the loriciferans were alive.

    However, in June 2016 Danovaro and his team came back fighting against this alternative scenario. They say that, because Bernhard's team did not collect mud samples from the areas of the basin that are permanently without oxygen, they cannot be sure that loriciferans do not live there.

    All lifeforms on Earth must generate energy if they are to eat, reproduce, grow and move around

    Danovaro's team also points out that, if the tiny animals really were dead and inhabited by bacteria, this would have been obvious when the loriciferans were examined under a microscope. But, in fact, the loriciferans showed no sign of being decayed and decomposed by microbes. Additionally, no bacteria were seen living inside the loriciferans, and a dye used to stain living tissue stained all parts of the loriciferans' bodies, not just the parts where bacteria would likely colonise a dead animal.

    Finally, they say that the thick layers of ancient mud deposits further support their argument.

    "We were able to prove that these animals were present in different layers within the mud," says Danovaro. "Some of the layers are several thousand years old and so, if these animals were just dead and preserved, it's a bit unbelievable that the animals in 3,000-year-old mud are just as maintained as those found at the surface. The most likely explanation is that the animals can penetrate sediments, and swim and push to go down."

    But why is there such a controversy over whether animals can survive without oxygen anyway? No one doubts that bacteria can survive without oxygen, for instance. Why does it seem so unlikely that animals can?

    Answering this question requires an explanation for why animals like us breathe oxygen in the first place. All lifeforms on Earth must generate energy if they are to eat, reproduce, grow and move around. That energy comes in the form of electrons, the same negatively-charged particles that flow through electrical wires and power your laptop.

    On primordial Earth the atmosphere was heavy with a smog of carbon dioxide, methane and ammonia

    The challenge for all life on Earth is the same, whether it is a virus, bacterium or elephant: you have to find both a source of electrons and a place to dump them to complete the circuit.

    Animals get their electrons from the sugar in the food they eat. In a series of chemical reactions that happen inside animal cells, these electrons are released and bind to oxygen. That flow of electrons is what powers animal bodies.

    Earth's atmosphere and oceans are full of oxygen, and the reactive nature of the element means that it is "eager" to steal electrons. For animals, oxygen is a natural choice for an electron dump.

    However, oxygen was not always as plentiful as it is now. On primordial Earth the atmosphere was heavy with a smog of carbon dioxide, methane and ammonia. When the spark of life first ignited, there was little oxygen around. In fact, oxygen levels in the oceans were probably extremely low up until about 600 million years ago &ndash about the same time that animals first appeared.

    This means that older, more primitive lifeforms evolved to use other elements as their electron dumps.

    Many of these lifeforms &ndash such as bacteria and archaea &ndash are still living happily without oxygen today. They thrive in places on Earth that have little oxygen, for example in mud banks and near geothermal vents. Instead of passing electrons to oxygen, some of these creatures can pass on their electrons to metals like iron, meaning that they effectively conduct electricity. Others can "breathe" sulphur or even hydrogen.

    The theory is that the evolution of life exploded when oxygen became available in the atmosphere and ocean

    The one thing that unites these oxygen-free lifeforms is their simplicity. They all consist of just one cell. Until the 2010 discovery of the loriciferans, no complex multicellular lifeforms had been found that can live entirely without oxygen. But why is that?

    According to Danovaro, this stems from two fundamental points. First, breathing oxygen is far and away a better approach to generating energy. "Complexity and organisation requires oxygen, because this is more efficient for the production of energy," he says.

    When oxygen levels rose, hundreds of millions of years ago, it was as if a brake had been taken off evolution's ambitions. A group of lifeforms called the eukaryotes &ndash which includes animals &ndash took advantage, adapting to harness the new substance in their metabolism and becoming far more complex as a consequence.

    "The theory is that the evolution of life exploded when oxygen became available in the atmosphere and ocean," says Danovaro.

    But this is only part of the story. Some species of microbe also began to breathe oxygen but, unlike animals and some other eukaryotes, they did not become complex. ¿Por qué no?

    Danovaro says the key to understanding the mystery comes from looking at mitochondria, the tiny structures inside eukaryotic cells that act as the lifeform's powerhouse. Inside these mitochondria, nutrients and oxygen are combined to generate a substance called ATP, the body's universal energy currency.

    It wouldn't work if they were the size of an elephant

    Mitochondria are found in almost all eukaryotes. But bacteria and archaea do not carry mitochondria, and this is a key difference.

    "When mitochondria evolved, they made the process of making energy and ATP much more efficient, but they needed oxygen to do this," says Danovaro.

    In other words, animal life arose as a consequence of two points. First, the eukaryotes had gained mitochondria inside their cells. Then, when oxygen levels rose, these mitochondria allowed some of those eukaryotes to gain complexity and become animals.

    So how come loriciferans can get by without oxygen when other animals cannot?

    "They are very tiny, about the size of a large amoeba," says Danovaro. "The small size helps. It wouldn't work if they were the size of an elephant. As they are small their energy requirement is less."

    The loriciferans might differ from other animals in another important respect. They seem to lack the oxygen-using mitochondria found in all other animals. Instead, they may carry structures related to mitochondria called hydrogenosomes.

    Some animals &ndash like the loriciferans &ndash may have stuck it out and lived without oxygen, remaining small as a consequence

    These use protons instead of oxygen as their electron dump. Hydrogenosomes may even be one of many primitive types of mitochondria, which evolved in early eukaryotes to produce energy before atmospheric oxygen levels arose.

    "I think the eukaryote common ancestor was a facultative anaerobe that could live with or without oxygen, much like E. coli, a well-known bacterium," says William Martin, a professor of molecular evolution at the University of Dusseldorf, Germany.

    This has important ramifications for understanding how and in what conditions complex life first appeared. The first eukaryotes probably evolved before oxygen was routinely freely available in the ocean, so the mitochondria-like structures inside their cells might have been adapted to both oxygen-present and oxygen-absent conditions. Then, as oxygen became more abundant, first in the atmosphere and then in the ocean, some eukaryotes adapted to their new oxygen-rich environments and became large and complex. They became animals.

    But some animals &ndash like the loriciferans &ndash may have stuck it out and lived without oxygen, remaining small as a consequence.

    For this scenario to work, the loriciferans must have retained their ability to live without oxygen from their ancient ancestors. But there is an alternative: the loriciferans might have gained their ability to do without oxygen very recently, perhaps by stealing genes from other species in a process known as horizontal gene transfer.

    As soon as you put it under the microscope you kill it

    "This could be evolution in action, as all previously-known species of loriciferans respire oxygen," says Danovaro. "It is possible that this is an extreme adaptation to allow the loriciferans to live in an environment without competitors or predators."

    For now the scientific community waits with bated breath for more evidence confirming or disproving the original finding. "I think it is a stalemate at present," says Martin. "What is needed are more samples for closer study."

    Final proof would be seeing the animals swimming around in the mud, but according to Danovaro, the small size of loriciferans and their difficult-to-reach environment makes it hard to make those sorts of observations.

    "The animal is one-tenth of a millimetre so it requires a special system, because as soon as you put it under the microscope you kill it," he says. "In principle you can extract its DNA, which is the next thing we are working on, but someone could still say, 'well, that animal is dead'. It's a very long track to get final confirmation but we are very optimistic."

    Join over six million BBC Earth fans by liking us on Facebook, or follow us on Twitter and Instagram.


    Major Requirements

    Cursos básicos

    BIOL 195 - Investigating Biology

    4.00 credit hours

    Students and faculty work as a team to conduct an authentic course-based undergraduate research project in an area of current importance. Course content is selected to support the research project and introduces students to concepts, techniques and skills of modern biology. Class activities move fluidly among lecture, laboratory, fieldwork, discussion and problem-solving modes. Gateway to the major.

    Cardinal Directions Designation(s)

    BIOL 210 - Cells and Systems

    4.00 credit hours

    Structure and function of cells and applications to physiological systems of plants and animals. Topics include cell membranes, enzymes, energy metabolism, cell movement and cell communication and their roles in nerve and muscle function, photosynthesis, vascular transport, digestion, excretion and other systems. Laboratory required, includes investigative projects in protein and enzyme function, metabolism and signal transduction.



Comentarios:

  1. Brazil

    Creo que no tienes razón. Puedo probarlo. Escríbeme en PM, discutiremos.

  2. Karina

    Respuesta autorizada, curiosa...

  3. Edorta

    Bravo, magnífica idea

  4. Sakora

    Bien, eso pensé.



Escribe un mensaje