Lichtgevoelige types

Sla-zeeslak mijdt licht vanwege bladgroenkorrels

De bladgroenkorrels die de sla-zeeslak Elysia crispata bij zich draagt hebben licht nodig, zodat ze aan fotosynthese kunnen doen. Maar dat licht mag niet intens zijn, en de groene naaktslak kent die lichtgevoeligheid, leggen Xochitl Vital en collega’s uit.

De sla-zeeslak, Elysia crispata, heeft bladgroenkorrels in zijn lijf die ‘gestolen’ zijn van algen en het dier groen kleuren. Bladgroenkorrels (chloroplasten) zijn orgaantjes van plantencellen. De sla-zeeslak en nog wat andere Elysia-soorten zuigen de inhoud van cellen van draadalgen op en verteren de inhoud – op de bladgroenkorrels na. Die houden ze intact en nemen ze op in speciale cellen in de wand van hun wijdvertakte darmstelsel.

De bladgroenkorrels gaan in zeenaaktslakken door met wat ze in algen deden: met behulp van zonlicht leggen ze koolstofdioxide vast en maken er koolhydraten en vetten van. Bij dit proces, fotosynthese, ontstaat zuurstof. In een handvol Elysia-soorten blijven de gestolen bladgroenkorrels (kleptoplasten) maandenlang functioneren. Deze groene zeenaaktslakken kunnen niet leven zonder gestolen bladgroenkorrels. De sla-zeeslak is een van hen. Hoewel hij ervoor zorgt dat de gestolen bladgroenkorrels zonlicht kunnen opvangen, vermijdt hij sterk licht, laten Xochitl Vital en collega’s zien. Want overmatig zonlicht is schadelijk voor de gestolen bladgroenkorrels.

Elysia-soorten behoren tot de Sacoglossa, kieuwloze zeenaaktslakken. De sla-zeeslak leeft in het westelijk deel van de Atlantische Oceaan en het Caribisch gebied, op en bij koraalriffen, op een diepte van 5 à 10 meter. Het beestje is zo’n 5 centimeter lang en heeft meerdere algensoorten op zijn menu staan.

Zonne-energie

Lange tijd was de vraag: wat hebben groene zeenaaktslakken zoals de sla-zeeslak eigenlijk aan de bladgroenkorrels die ze maandenlang aan de praat houden? Volgens sommige onderzoekers zouden deze dieren, als ze eenmaal voldoende bladgroenkorrels verzameld hebben, voortaan net als planten op zonne-energie kunnen leven. Anderen dachten dat de bladgroenkorrels als voedsel dienen en verteerd worden.

Het blijkt allebei een beetje waar te zijn. Groene zeenaaktslakken kunnen niet leven van alleen de koolhydraten en vetten die de gestolen bladgroenkorrels produceren. Ze moeten blijven eten. Maar de producten van fotosynthese helpen wel om perioden van voedselschaarste te overbruggen. En anders worden ze ingezet voor een hogere vruchtbaarheid. De dieren benutten de zonne-energie dus zeker.

Maar bij langdurig voedseltekort kunnen de gestolen bladgroenkorrels verteerd worden, en ze vormen dus ook een noodvoorraad voedsel.

Zonneschade

Een andere vraag was: hoe houden de sla-zeeslak en andere groene zeenaaktslakken hun gestolen bladgroenkorrels actief? Bladgroenkorrels stammen af van cyanobacteriën die aan fotosynthese deden. Meer dan 1 miljard jaar geleden nam een verre voorloper van planten zo’n bacterie in zich op, waarna die evolueerde tot een geïntegreerd celorgaantje in zijn ‘gastheer’. Het grootste deel van zijn erfelijk materiaal (dna), waaronder genen voor de synthese en reparatie van zijn duizenden eiwitten, verhuisde naar de celkern van de gastheer. Bladgroenkorrels zijn daardoor voor hun onderhoud afhankelijk van het erfelijk materiaal van de plant. Zelf hebben ze maar weinig genen behouden.

Groene zeenaaktslakken bewaren echter alleen gestolen bladgroenkorrels uit algen, niet de celkernen met de onderhoudsgenen. Ze hebben dus geen onderhoudsgenen, en dat gemis is nijpend omdat de gestolen bladgroenkorrels blootstaan aan een groot risico. Bij sterke belichting kunnen agressieve zuurstofverbindingen ontstaan die eiwitten van de bladgroenkorrels beschadigen. Planten kunnen die zuurstofverbindingen wegvangen of de schade repareren dankzij de onderhoudsgenen die ze in een ver verleden van inwonende cyanobacteriën hebben opgepikt. Maar hoe moeten groene zeenaaktslakken hun gestolen bladgroenkorrels goed houden?

De onderzoekers hadden eerder laten zien dat bladgroenkorrels van sommige algen iets van de oorspronkelijke onderhoudsgenen behouden hebben. Dat is in een aantal gevallen effectief, afhankelijk van Elysia-soort en algensoort. Maar het onderhoudsvermogen van de sla-zeeslak is heel mager. Toch blijven zijn gestolen bladgroenkorrels wel drie maanden actief.

Geacclimatiseerd

De sla-zeeslak, zo blijkt, beschermt zijn gestolen bladgroenkorrels door plaatsen met weinig licht op te zoeken, ook al is dat niet optimaal voor fotosynthese. Bovendien hebben groene zeenaaktslakken aan weerskanten flappen met een gegolfde rand, de parapodia, die ze over de gestolen bladgroenkorrels kunnen vouwen om zonlicht tegen te houden.

Nu laten de onderzoekers zien dat de sla-zeeslak zich voegt naar de lichttolerantie van zijn gestolen bladgroenkorrels. In planten kunnen bladgroenkorrels namelijk acclimatiseren aan de omgeving, dat wil zeggen dat ze zich kunnen aanpassen aan de hoeveelheid licht die er is. In zeenaaktslakken kunnen gestolen bladgroenkorrels niet acclimatiseren. Ze blijven aangepast aan het lichtniveau waaraan ze waren blootgesteld in de algen waaruit ze gestolen zijn. Een sla-zeeslak met bladgroenkorrels uit een alg van een zeer zonnige groeiplaats kiest een plek met hogere lichtintensiteit dan een sla-zeeslak met bladgroenkorrels uit een alg die op een minder lichte plaats groeide.

Wonderlijk

De dieren zoeken dus actief naar een plek waar de gestolen bladgroenkorrels zo goed mogelijk fotosynthese kunnen uitvoeren zonder veel zonneschade op te lopen.

Het zal helpen. Maar wonderlijk blijft het dat de sla-zeeslak en enkele andere Elysia-soorten bladgroenkorrels herkennen als ze de inhoud van algen opzuigen, intact laten en opnemen in hun cellen. En dat ze erin slagen om de gestolen bladgroenkorrels maandenlang in goede staat te houden zonder daarvoor al het nodige het gereedschap te hebben. En dat dit kennelijk te moeite waard is.

Willy van Strien

Foto: Elysia crispata. Pauline Walsh Jacobson (Wikimedia Commons, Creative Commons CC By 4.0)

Dit verhaal is een update van een vorig verhaal over groene zeenaaktslakken
Dankzij de gestolen bladgroenkorrels kunnen sommige Elysia-soorten als losse kop overleven

Bronnen:
Vital, X.G., S. Cruz, N. Simões, P. Cartaxana & M. Mascaró, 2026. The photoacclimation state of stolen chloroplasts affects the light preferences in the photosynthetic sea slug Elysia crispata. Journal of Experimental Biology 229: jeb251281. Doi:10.1242/jeb.251281
Burgués Palau, L., G. Senna & E.M.J. Laetz, 2024. Crawl away from the light! Assessing behavioral and physiological photoprotective mechanisms in tropical solar‑powered sea slugs exposed to natural light intensities. Marine Biology 171: 50. Doi: 10.1007/s00227-023-04350-w
Morelli, L., V. Havurinne, D. Madeira, P. Martins, P. Cartaxana & S. Cruz, 2024. Photoprotective mechanisms in Elysia species hosting Acetabularia chloroplasts shed light on host-donor compatibility in photosynthetic sea slugs. Physiologia Plantarum 176: e14273. Doi: 10.1111/ppl.14273
Cruz, S. & P. Cartaxana, 2022. Kleptoplasty: getting away with stolen chloroplasts. PLoS Biology 20: e3001857. Doi: 10.1371/journal.pbio.3001857
Cartaxana, P., E. Trampe, M. Kühl & S. Cruz, 2017. Kleptoplast photosynthesis is nutritionally relevant in the sea slug Elysia viridis. Scientific Reports 7: 7714. Doi: 10.1038/s41598-017-08002-0