Съеденные хлоропласты
Известно, что некоторые травоядные животные (например, морские брюхоногие моллюски) способны некоторое время сохранять в своем организме хлоропласты съеденных растений. В этих хлоропластах продолжается фотосинтез, и животное получает дополнительное питание. По каким причинам не получается сохранить эти хлоропласты длительное время, сделав собственными?
Рассмотрим верные версии.
1. Клетки животных не способны поддерживать реакции синтеза хлорофилла, ксантинов, феофитина и других пигментов. Для этого процесса нужен определенный набор микро- и макроэлементов, которые для растительного и животного организма отличаются, например, когда запас железа и магния в хлоропластах снижается, они перестают выполнять свою функцию. Кроме того, есть ферменты двойного кодирования – например, одна из двух субъединиц РуБисКО кодируется ядерным геном. У животных такого гена нет. Также в животных клетках отсутствуют гормоны растений, участвующие в регуляции фотосинтеза.
2. У животных нет клеточной стенки, что уменьшает фотопротекцию.
3. Животная клетка может не содержать генов ферментов цикла Кальвина или специфических белков, необходимых для синтеза ферментов реакций темновой стадии фотосинтеза. В таком случае любые повреждения белков будет невозможно исправить либо компенсировать, и хлоропласты становятся бесполезными. По этой же причине процесс "старения" хлоропластов также ускоряется и является неизбежным. Аналогично, нет возможности восстановления хлоропластов при их разрушении под воздействием различных факторов.
4. В случае расположения хлоропластов в клетках поверхностных тканей животного существует риск случайного механического повреждения клеток, при этом организм животного, восстанавливая слой поврежденной ткани, не сможет заново воссоздать в них хлоропласты. Аналогично, при делении и обновлении эпидермиса синтез новых хлоропластов из старых невозможен.
5. Продолжительность жизни эпителиальной клетки животного часто значительно меньше средней продолжительности жизни фотосинтезирующей клетки растения, поэтому хлоропласты в них не сохраняются на длительное время.
6. С едой постоянно поступают новые хлоропласты, поэтому в старых нет необходимости. Таким образом, можно элиминировать часть существующих хлоропластов и восполнить пул новыми.
7. Хлоропласты не могут проникать в половые клетки моллюска, а значит, не могут размножаться с моллюском, и, таким образом, не могут передаваться вертикально.
8. В ходе фотодыхания может выделяться гликолат, способный оказывать токсичное действие, удаление которого невозможно ввиду отсутствия у животных глиоксилатного цикла.
Критерии оценки
За каждую описанную правильную версию можно было получить от 1 до 3 б. в зависимости от того, насколько понятно и подробно она была обоснована и приведены ли биологические подробности для ее обоснования и иллюстрации (например, указание на то, что часть генов хлоропластов кодируется в ядре и т.п.). Всего не более 16 б. за ответ.