В сентябре 2025 года журнал Cell описал в клетках морского слизня Elysia отдельную органеллу хозяина — клептосому, которая удерживает украденные хлоропласты и поддерживает их работу месяцами. В том же году обзор в Biology Letters собрал данные о фотосимбиозах животных с зелеными водорослями сразу в нескольких типах: от губок и книдарий до моллюсков. Эти публикации снова вывели в ленты формулу «животное, которое живет на солнце».
Осуществляют ли животные фотосинтез? Нет. Ни один вид животных не имеет собственных хлоропластов, не кодирует полный набор белков световой реакции в ядерном геноме и не передает фотосинтетический аппарат потомкам. Часть видов пользуется чужим аппаратом: либо удерживает украденные хлоропласты, либо живет вместе с водорослями. Это не делает само животное фотосинтезирующим.
Ниже — как устроен этот обходной путь, какую долю энергии он дает и почему школьные схемы «животные — гетеротрофы» по-прежнему верны.
Суть процесса и граница животных
Фотосинтез — это превращение света, воды и углекислого газа в сахара с выделением кислорода. Для этого нужны хлорофилл, хлоропласты и десятки ядерных генов, которые кодируют белки ремонта фотосистем. Животная клетка такого набора не имеет: у нее есть митохондрии, а не пластиды. Хлоропластная ДНК сама покрывает лишь около 10% белков, нужных для устойчивой работы органеллы; остальное дает ядро растения или водоросли.
Поэтому животное не может «включить» фотосинтез мутацией одного гена. Даже если в теле появляется зеленый пигмент, это еще не фиксация углерода. Гороховая тля производит каротиноиды и на свету накапливает больше АТФ, но у нее нет фотосистем I и II и цикла Кальвина. Это не фотосинтез, а побочный эффект пигментов.
Коротко. Животное остается гетеротрофом, даже когда в его клетках светятся чужие хлоропласты. Свет дает добавку к рациону, а не замену пищи на уровне вида.
Клептопластия у морских слизней
Клептопластия — удержание чужих хлоропластов без самой клетки водоросли. Ее имеют сакоглоссные моллюски: в группе Sacoglossa описано 284 вида, но долговременное удержание пластид известно лишь у нескольких, в частности у Elysia chlorotica, E. timida, E. crispata и Plakobranchus ocellatus. Слизень прокалывает нить водоросли Vaucheria или Acetabularia, высасывает содержимое и оставляет хлоропласты в клетках пищеварительных выростов.
У E. chlorotica пластиды остаются активными 9–14 месяцев — почти на весь жизненный цикл около 10 месяцев. Они фиксируют углерод и выделяют кислород. Оценки вклада света у разных сакоглоссных колеблются от 16% до 60% углерода тела; в других опытах те же виды выживали десятки суток в темноте. То есть свет снижает риск голода, но не отменяет потребность в водорослях в начале жизни. Пластиды не делятся в теле слизня и не попадают в яйца.
Ранние работы искали горизонтальный перенос ядерных генов водоросли в геном слизня. Полные сборки геномов E. chlorotica, E. timida и P. ocellatus по состоянию на 2024–2025 годы устойчивого набора таких генов не подтвердили. В 2025 году в Cell показали другой механизм: хозяин формирует клептосому с АТФ-чувствительными ионными каналами, которая поддерживает среду, благоприятную для фотосинтеза украденной органеллы, а при долгом голоде сама ее переваривает.
Симбиоз с водорослями у гидры и кораллов
Другой путь — живая водоросль внутри животного. Зеленая гидра Hydra viridissima держит Chlorella в энтодермальных клетках в вакуолях-симбиосомах. Изолированные симбионты отдают около 85% зафиксированного углерода, преимущественно в виде мальтозы. Гидра с водорослями дольше держится без добычи и чаще образует яйцеклетки, чем гидра без симбионтов. Сама гидра остается хищником: она ловит мелких ракообразных и не фиксирует CO₂ собственными ферментами.
У рифообразующих кораллов симбионты — динофлагелляты семейства Symbiodiniaceae, их еще называют зооксантеллами. По оценке NOAA, до 90% органического вещества, которое производят эти водоросли, переходит к тканям коралла. Около половины из более чем 1600 видов склерактиний имеют такой симбиоз; свыше 700 видов живут без него, преимущественно глубже и в более холодных водах. Когда вода долго остается теплее привычного диапазона, коралл выбрасывает водоросли — это обесцвечивание. Без симбионта полип быстро теряет основной источник сахаров.
Пятнистая саламандра Ambystoma maculatum — единственный хорошо описанный случай внутриклеточных водорослей у позвоночного. Водоросль Oophila живет в икре и зародышевых тканях, повышает содержание кислорода и шансы вылупления. Взрослый организм от этого не становится автотрофом.
Важно. Если животное зеленое и выделяет кислород на свету, фотосинтезирует симбионт или украденная органелла. Критерий «настоящего» фотосинтеза животного — собственные пластиды, их деление и передача из поколения в поколение. Такого вида нет.
Почему эволюция не закрепила эту способность
Кислородный фотосинтез возник один раз у предков цианобактерий. Растения и водоросли получили его через эндосимбиоз. Животная линия пошла другим путем: движение, мышцы, нервная система. Для этого нужна высокая удельная мощность. Направленное солнечное излучение дает около 750 Вт/м², а фотосинтез утилизирует лишь несколько процентов. Человеку с мощностью покоя около 100 Вт не хватило бы площади кожи даже при идеальном КПД.
Плоское тело слизня и тонкие щупальца гидры имеют большое отношение поверхности к объему — именно поэтому световая добавка там работает. Трехслойное «плотное» тело большинства животных свет почти не пропускает. Само движение сжигает больше энергии, чем может дать слой хлоропластов. Поэтому выгоднее есть готовую органику, чем держать хрупкий световой аппарат и платить симбионтам азотом и местом.
Самое сильное возражение звучит так: если слизень месяцами живет на свету, он уже фотосинтезирует. Факты этому противоречат в трех пунктах. Пластиды не размножаются в хозяине. Потомки стартуют без них и должны снова поедать водоросли. Геном животного не содержит полного набора ядерных генов обслуживания хлоропласта. Это аренда оборудования, а не смена царства.
Источники слухов в сети
Формулировки «солнечный слизень» и «фотосинтезирующее животное» пошли из лабораторных пресс-релизов 2010-х и закрепились в коротких роликах. Там часто опускают, что Elysia сначала должна наесться Vaucheria и что вклад света измеряют в процентах, а не как полную замену корма. Отдельный пласт — путаница коралла с растением: колония неподвижна и цветная, поэтому ее считают «морской травой». Коралл — книдария, животное с полипами и стрекательными клетками.
Еще одна линия — тля и «зеленые позвоночные». Каротиноиды тли и водоросли в икре саламандры реальны, но это не цикл Кальвина в животной клетке. Выдуманных «зеленых дельфинов» в фауне нет: млекопитающее с толстой кожей и высоким метаболизмом не выигрывает от слоя хлорофилла.
Частые вопросы
Есть ли хотя бы один вид животных с настоящим фотосинтезом? Нет. Нет вида, который рождается с собственными хлоропластами и передает их как органеллы хозяина.
Как тогда животные берут энергию из света? Двумя путями: клептопластией (украденные хлоропласты у слизней) и симбиозом (живая водоросль у гидры, кораллов, части губок и в икре саламандры).
Если в теле есть водоросли, животное уже фотосинтезирует? Нет. Фотосинтезирует симбионт. Хозяин получает сахара, кислород и часто цвет, но остается гетеротрофом.
Почему эволюция не «добавила» животным хлоропласты? Движение и высокий обмен требуют более плотного потока энергии, чем дает слой пигмента на поверхности тела. Проще есть, чем светиться.
Что делать дальше
Если вы проверяете школьный или университетский материал: смотрите, отделяет ли текст хозяина от симбионта. Формула «коралл фотосинтезирует» — ошибка; точная — «зооксантеллы в коралле фотосинтезируют и отдают до 90% продукта».
Если держите аквариум с живыми камнями или гидрами: световой режим влияет на симбионтов, а не на «растительность» самого животного. Перекорм и скачок температуры скорее разрушат союз, чем нехватка «солнечной диеты».
Если читаете новость о «первом фотосинтезирующем животном»: ищите три вещи — делятся ли пластиды, есть ли они в яйцах, есть ли в геноме хозяина полный набор ядерных генов пластиды. По состоянию на 2026 год ни один вид этих трех условий не выполняет.
