Die Meeresschnecke Elysia chlorotica lebt in den Salzsümpfen Neu Englands und Kanadas. Ihr Äußeres ähnelt einem Blatt; sie ist ähnlich flach und ähnlich grün. Die Färbung stammt vom Chlorophyll, dem Blattgrün, und das produziert sie selbst. Die Schnecke ist damit der erste bekannte tierische Vielzeller, der dies kann. Mit dem Chlorophyll erzeugt sie wie eine Pflanze aus der Energie des Sonnenlichts energiehaltige Moleküle für ihren Stoffwechsel. Bei ausreichend Sonnenlicht muss sie keine zusätzliche Nahrung aufnehmen.

Die Fähigkeiten der Schnecke übersteigt die Fähigkeiten anderer Tiere wie beispielsweise verwandter Arten oder Korallen, die Mikroorganismen aufnehmen und an deren Photosynthseprodukten teilhaben. Elysia chlorotica nimmt lediglich spezielle Zellbestandteile von Algen auf. Das sind die Chloroplasten, die sie in ihrem weit verzweigten Darm ein ganzes Leben lang, das dauert ein Jahr, funktionstüchtig erhält. Die Chloroplasten benötigen allerdings ständigen Nachschub an Chlorophyll und anderer chemischer Verbindungen, die bei der Photosynthese verbraucht werden. In den Algen wird der Nachschub von den Zellkernen geliefert. Und in der Schnecke?

Es gab bereits früher Hinweise, dass die Chloroplasten in der Elysia chlorotica nicht allein gespeichertes Chlorophyll verarbeiten. Die Schnecke scheint das Chlorophyll tatsächlich selbst produzieren zu können. Auch wenn sie mehrere Monate nichts isst und schon längst keine Verdauungsprodukte mehr ausscheidet, hat sie nochChlorophyll in sich.

Sidney K. Pierce und seine Kollegen an der Universität Südflorida in Tampa gaben den Schnecken Aminosäuren, die mit radioaktivem Kohlenstoff markiert waren. Einige Zeit später tauchte die radioaktive Markierung in ihrem Chlorophyll auf; das Chlorophyll musste also von ihnen selbst produziert worden sein. Zudem wurde es nur produziert, wenn die Schnecken in der Sonne badeten, und nicht, wenn sie sich im Dunkeln aufhielten.

Ab 2007 fanden sowohl Pierce und seine Kollegen sowie andere Forscherteams im Erbgut der Schnecke mehrere Gene, die mit Photosynthese zu tun haben. Zur Produktion des Chlorophylls sind etwa 16 Enzyme und die Zusammenarbeit einiger Zellbestandteile notwendig. Und sogar ungeschlüpfte Schnecken, die noch nie mit Algen in Berührung gekommen sind, tragen solche Gene in sich. Von Mikroben ist bekannt, dass sie Gene untereinander austauschen können, doch unter Vielzellern und dann noch zwischen Pflanze und Tier war es das bisher nicht.

Soweit für die experimentellen Ergebnisse Verunreinigungen durch Algenbestandteile ausgeschlossen werden können, kann die eventuelle Vermischung des Erbgutes zwischen den Arten deutliche Auswirkungen auf die Entwicklung des Lebens haben. Wenn man sich die Entwicklung als verästelten Baum denkt, können sich hier und dort Astspitzen verbinden und gemeinsame Triebe bilden.

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University of South Florida
http://www.usf.edu