Habiendo descubierto el mecanismo por el cual los animales, como las plantas, realizan la fotosíntesis, los científicos pensaron en la posibilidad de transferir a una persona a un suministro completo de energía solar.
Imagínense cómo sería si las personas, como las plantas, pudieran alimentarse directamente de la energía solar. Definitivamente nos haría la vida más fácil: las innumerables horas dedicadas a comprar, preparar y comer alimentos podrían dedicarse a otra cosa. Las tierras agrícolas sobreexplotadas volverían a ser ecosistemas naturales. Los niveles de hambre, desnutrición y enfermedades que se propagan por el tracto digestivo se desplomarían.
Sin embargo, los seres humanos y las plantas no han compartido un ancestro común durante cientos de millones de años. Nuestra biología es fundamentalmente diferente en casi todos los aspectos, por lo que podría parecer que no hay forma de diseñar humanos para realizar la fotosíntesis. ¿O todavía es posible?
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Este problema está siendo estudiado a fondo por algunos especialistas en biología sintética, que incluso intentaron crear sus propios híbridos planta-animal. Si bien todavía estamos lejos de crear un ser humano capaz de realizar la fotosíntesis, una nueva investigación ha descubierto un mecanismo biológico intrigante que podría ayudar a avanzar en este campo incipiente de la ciencia.
Recientemente, representantes del Laboratorio de Biología Marina, ubicado en la aldea estadounidense de Woods Hall, informaron que los científicos han resuelto el secreto de Elysia chlorotica: una babosa marina de color verde brillante que parece una hoja de planta, se alimenta del sol como una hoja, pero en realidad es un animal.
Resulta que Elysia chlorotica mantiene un color tan brillante al consumir algas y tomar sus genes para la fotosíntesis. Es el único ejemplo conocido de un organismo multicelular que asigna ADN de otro organismo.
Elysia chlorotica es una especie de pequeña babosa marina que pertenece a los moluscos gasterópodos marinos. Este es un animal capaz de realizar la fotosíntesis como las plantas.
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En un comunicado, coautor del estudio, el profesor emérito de la Universidad del Sur de Florida Sidney K. Pearce dijo: “Es imposible en la Tierra que los genes de las algas funcionen dentro de la célula de un animal. Y sin embargo sucede. Permiten que el animal se alimente del sol . Según los científicos, si las personas quisieran piratear sus propias células para hacerlas capaces de realizar la fotosíntesis, se podría usar un mecanismo similar para hacerlo.
Con respecto a la energía solar, podemos decir que la gente se ha estado moviendo en la dirección evolutiva equivocada durante mil millones de años. A medida que las plantas se volvían delgadas y translúcidas, los animales se volvían gruesos y opacos. Las plantas obtienen su pequeña pero constante parte de la savia del sol mientras permanecen en un lugar, pero a la gente le gusta moverse y para ello necesitan alimentos ricos en energía.
Si nos fijamos en las células y el código genético de los seres humanos y las plantas, resulta que no somos tan diferentes. Esta sorprendente similitud de la vida en sus niveles fundamentales permite que sucedan cosas inusuales como el robo de la fotosíntesis por parte de los animales. Hoy, gracias al campo emergente de la biología sintética, podemos ser capaces de reproducir tales fenómenos en un instante evolutivo, haciendo que las ideas biopunk sobre la creación de parches cutáneos fotosintéticos parezcan menos fantásticas.
Según Peirce, “por lo general, cuando los genes de un organismo se transfieren a las células de otro, no funciona. Pero si funciona, puede cambiar mucho de la noche a la mañana. Es como una evolución acelerada.
Las babosas marinas no son los únicos animales capaces de realizar la fotosíntesis a través de relaciones simbióticas. Otros ejemplos clásicos de tales criaturas son los corales, que almacenan dinoflagelados fotosintéticos en sus células, y la salamandra manchada, que utiliza algas para suministrar energía solar a sus embriones.
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Sin embargo, las babosas marinas se diferencian de animales similares en que han encontrado una manera de excluir a los intermediarios y realizar la fotosíntesis solo por sí mismos, absorbiendo cloroplastos de las algas y cubriendo las paredes de su tracto digestivo con ellos. Después de eso, el híbrido de un animal y una planta puede vivir durante meses, alimentándose solo de la luz solar. Pero cómo exactamente mantienen las babosas sus fábricas solares robadas ha sido un misterio hasta ahora.
Ahora, Peirce y otros coautores del estudio han encontrado la respuesta a esta pregunta. Parece que las babosas no solo roban los cloroplastos de las algas, sino que también roban importantes códigos de ADN. En un artículo publicado en The Biological Bulletin, parece que un gen que codifica una enzima utilizada para reparar los cloroplastos puede ayudar a las babosas a mantener las máquinas solares en funcionamiento mucho tiempo después de comer algas.
La expropiación genética puede ser de naturaleza rara, pero los científicos han estado experimentando con ella en laboratorios durante años. Al transferir genes de un organismo a otro, los seres humanos han creado muchas formas de vida nuevas, desde el maíz, que produce sus propios pesticidas, hasta plantas que brillan en la oscuridad. Con todo esto en mente, ¿es una locura pensar que debemos seguir el ejemplo de la naturaleza y dotar a los animales, o incluso a los humanos, de la capacidad de fotosíntesis?
La bióloga, diseñadora y escritora Christina Agapakis, doctora en biología sintética de Harvard, ha pasado mucho tiempo reflexionando sobre cómo crear una nueva simbiosis en la que las células animales puedan realizar la fotosíntesis. Según Agapakis, hace miles de millones de años, los ancestros de las plantas absorbieron los cloroplastos, que eran bacterias de vida libre.
Agapakis dijo que el problema de crear un organismo que se alimenta del sol es que se necesita una superficie muy grande para absorber suficiente luz solar. Con la ayuda de las hojas, las plantas logran absorber una gran cantidad de energía, en relación con su tamaño. Las personas carnosas, con su relación superficie-volumen, probablemente no tengan la capacidad de carga necesaria.
“Si te estás preguntando si puedes adquirir la capacidad de fotosíntesis, te responderé que, en primer lugar, debes dejar de moverte por completo, y en segundo lugar, debes volverte completamente transparente”, dice Agapakis, según cuyos cálculos, para la fotosíntesis, cada célula humana necesitará miles de algas. …
De hecho, Elysia chlorotica, que se alimenta del sol, puede ser la excepción que confirma la regla. La babosa comenzó a verse y comportarse tanto como una hoja que, en muchos sentidos, se convirtió más en una planta que en un animal.
Pero incluso si una persona no puede subsistir solo con el sol, ¿quién dijo que de vez en cuando no puede complementar su dieta con un pequeño refrigerio al sol? De hecho, la mayoría de los animales fotosintéticos, incluidos varios parientes de Elysia chlorotica, dependen de algo más que la energía del sol. Utilizan su mecanismo fotosintético como generador de respaldo en caso de escasez de alimentos. Por tanto, la capacidad de realizar la fotosíntesis es un seguro contra el hambre.
Quizás los humanos podrían encontrar una aplicación completamente nueva para la fotosíntesis. Por ejemplo, según Agapakis, “puede haber manchas verdes en la piel humana, un sistema de curación de heridas activado por el sol. Algo que no requiere tanta energía como necesita una persona.
En un futuro cercano, una persona no podrá cambiar completamente para proporcionar solo una luz solar, al menos hasta que decida las modificaciones cardinales del cuerpo, por lo tanto, por ahora, solo tenemos que seguir inspirándonos en el ejemplo de la naturaleza.
