У вересні 2025 року журнал Cell описав у клітинах морського слимака Elysia окрему господарську органелу — клептосому, яка утримує вкрадені хлоропласти й підтримує їхню роботу місяцями. Того ж року огляд у Biology Letters зібрав дані про фотосимбіози тварин із зеленими водоростями в кількох типах: від губок і кнідарій до молюсків. Ці публікації знову винесли в стрічки формулу «тварина, що живе на сонці».
Чи здійснюють фотосинтез тварини? Ні. Жоден вид тварин не має власних хлоропластів, не кодує повний набір білків світлової реакції в ядерному геномі й не передає фотосинтетичний апарат нащадкам. Частина видів користується чужим апаратом: або утримує вкрадені хлоропласти, або живе разом із водоростями. Це не робить саму тварину фотосинтезуючою.
Нижче — як саме влаштований цей обхідний шлях, наскільки він дає енергію і чому шкільні схеми «тварини — гетеротрофи» лишаються чинними.
Суть процесу і межа тварин
Фотосинтез — це перетворення світла, води й вуглекислого газу на цукри з виділенням кисню. Для цього потрібні хлорофіл, хлоропласти й десятки ядерних генів, які кодують білки ремонту фотосистем. Тваринна клітина цього набору не має: у неї є мітохондрії, а не пластиди. Хлоропластна ДНК сама покриває лише близько 10% білків, потрібних для стійкої роботи органели; решту дає ядро рослини чи водорості.
Тому тварина не може «увімкнути» фотосинтез мутацією одного гена. Навіть якщо в тілі з’являється зелений пігмент, це ще не фіксація вуглецю. Горохова попелиця виробляє каротиноїди й у світлі накопичує більше АТФ, але в неї немає фотосистем I і II та циклу Кальвіна. Це не фотосинтез, а побічний ефект пігментів.
Коротко. Тварина залишається гетеротрофом, навіть коли в її клітинах світяться чужі хлоропласти. Світло дає додаток до раціону, а не заміну їжі на рівні виду.
Клектопластія в морських слимаків
Клектопластія — утримання чужих хлоропластів без самої клітини водорості. Її мають сакоглосні молюски: у групі Sacoglossa описано 284 види, але довготривале утримання пластид відоме лише в кількох, зокрема Elysia chlorotica, E. timida, E. crispata і Plakobranchus ocellatus. Слимак проколює нитку водорості Vaucheria чи Acetabularia, висмоктує вміст і лишає хлоропласти в клітинах травних виростів.
У E. chlorotica пластиди лишаються активними 9–14 місяців — майже на весь життєвий цикл близько 10 місяців. Вони фіксують вуглець і виділяють кисень. Оцінки внеску світла в різних сакоглосних коливаються від 16% до 60% вуглецю тіла; в інших дослідах ті самі види виживали десятки діб у темряві. Тобто світло знижує ризик голоду, але не скасовує потребу в водоростях на старті життя. Пластиди не діляться в тілі слимака і не потрапляють у яйця.
Ранні роботи шукали горизонтальне перенесення ядерних генів водорості в геном слимака. Повні збірки геномів E. chlorotica, E. timida і P. ocellatus станом на 2024–2025 роки стійкого набору таких генів не підтвердили. У 2025 році в Cell показали інший механізм: господар формує клептосому з АТФ-чутливими іонними каналами, яка тримає середовище, сприятливе для фотосинтезу вкраденої органели, а за довгого голоду сама її перетравлює.
Симбіоз із водоростями в гідри й коралів
Інший шлях — жива водорість усередині тварини. Зелена гідра Hydra viridissima тримає Chlorella в ендодермальних клітинах у вакуолях-симбіосомах. Ізольовані симбіонти віддають близько 85% зафіксованого вуглецю, переважно мальтозою. Гідра з водоростями довше тримається без здобичі й частіше утворює яйцеклітини, ніж гідра без симбіонтів. Сама гідра лишається хижаком: вона ловить дрібних ракоподібних і не фіксує CO₂ власними ферментами.
У рифоутворювальних коралів симбіонти — динофлагеляти родини Symbiodiniaceae, їх ще називають зооксантелами. За оцінкою NOAA, до 90% органічної речовини, яку виробляють ці водорості, переходить до тканин корала. Близько половини з понад 1600 видів склерактиній мають такий симбіоз; понад 700 видів живуть без нього, здебільшого глибше й холодніше. Коли вода довго тепліша за звичний діапазон, корал викидає водорості — це відбілювання. Без симбіонта поліп швидко втрачає основне джерело цукрів.
Плямиста саламандра Ambystoma maculatum — єдиний добре описаний випадок внутрішньоклітинних водоростей у хребетного. Водорость Oophila живе в ікрі й зародкових тканинах, підвищує кисень і шанси вилуплення. Дорослий організм від цього не стає автотрофом.
Важливо. Якщо тварина зелена й виділяє кисень на світлі, фотосинтезує симбіонт або вкрадена органела. Критерій «справжнього» фотосинтезу тварини — власні пластиди, їхній поділ і передача з покоління в покоління. Такого виду немає.
Чому еволюція не закріпила цю здатність
Кисневий фотосинтез виник один раз у предків ціанобактерій. Рослини й водорості отримали його через ендосимбіоз. Тваринна лінія пішла іншим шляхом: рух, м’язи, нервова система. Для цього потрібна висока питома потужність. Напрямлене сонячне випромінювання дає близько 750 Вт/м², а фотосинтез утилізує лише кілька відсотків. Людині з потужністю спокою близько 100 Вт не вистачило б площі шкіри навіть за ідеального ККД.
Плоске тіло слимака й тонкі щупальця гідри мають велике відношення поверхні до об’єму — саме тому світловий додаток там працює. Тришарове «щільне» тіло більшості тварин світло майже не пропускає. Рух сам по собі спалює більше енергії, ніж може дати шар хлоропластів. Тому вигідніше їсти готову органіку, ніж тримати крихкий світловий апарат і платити симбіонтам азотом і місцем.
Найсильніше заперечення звучить так: якщо слимак місяцями живе на світлі, він уже фотосинтезує. Факти цьому суперечать у трьох пунктах. Пластиди не розмножуються в господарі. Нащадки стартують без них і мусять знову їсти водорості. Геном тварини не містить повного набору ядерних генів обслуговування хлоропласта. Це оренда обладнання, не зміна царства.
Джерела чуток у мережі
Формулювання «сонячний слимак» і «фотосинтезуюча тварина» пішли з лабораторних пресрелізів 2010-х і закріпилися в коротких роликах. Там часто опускають, що Elysia спочатку має наїстися Vaucheria і що внесок світла вимірюють у відсотках, а не як повну заміну корму. Окремий пласт — плутанина корала з рослиною: колонія нерухома й кольорова, тож її вважають «морською травою». Корал — кнідарій, тварина з поліпами й жалкими клітинами.
Ще одна лінія — попелиця й «зелені хребетні». Каротиноїди попелиці й водорості в ікрі саламандри — реальні, але це не цикл Кальвіна в тваринній клітині. Вигаданих «зелених дельфінів» у фауні немає: ссавець з товстою шкірою й високим метаболізмом не виграє від шару хлорофілу.
Часті запитання
Чи є хоч один вид тварин зі справжнім фотосинтезом? Ні. Немає виду, який народжується з власними хлоропластами й передає їх як органели господаря.
Як тоді тварини беруть енергію зі світла? Двома шляхами: клектопластією (вкрадені хлоропласти в слимаків) і симбіозом (жива водорість у гідри, коралів, частини губок і в ікрі саламандри).
Якщо в тілі є водорості, тварина вже фотосинтезує? Ні. Фотосинтезує симбіонт. Господар отримує цукри, кисень і часто колір, але лишається гетеротрофом.
Чому еволюція не «додала» тваринам хлоропласти? Рух і високий обмін потребують щільнішого потоку енергії, ніж дає шар пігменту на поверхні тіла. Простіше їсти, ніж світитися.
Що робити далі
Якщо ви перевіряєте шкільний чи університетський матеріал: дивіться, чи текст відділяє господаря від симбіонта. Формула «корал фотосинтезує» — помилка; точна — «зооксантелли в коралі фотосинтезують і віддають до 90% продукту».
Якщо тримаєте акваріум із живими каменями чи гідрами: світловий режим впливає на симбіонтів, не на «рослинність» самої тварини. Перегодовування й стрибок температури швидше вб’ють союз, ніж нестача «сонячної дієти».
Якщо читаєте новину про «першу фотосинтезуючу тварину»: шукайте три речі — чи пластиди діляться, чи вони в яйцях, чи в геномі господаря є повний набір ядерних генів пластиди. Станом на 2026 рік жоден вид цих трьох умов не виконує.
