Warum nicht?

Warum sind Tiere nicht grün?

Nehmen wir eine weitere Warum-nicht-Frage, die so manches Forscherhirn beschäftigt: Warum betreiben Tiere keine Photosynthese? Leicht vorstellbar, welche enormen Vorteile sie davon hätten. Immerhin müssten die „grünen Tiere“ kaum nach Nahrung suchen und bräuchten ebenso wenig den ganzen Atem-Sauerstoff über aufwendige Gefäßsysteme zu den Geweben zu transportieren.

Dazu kommt, dass die Photosynthese schon sehr früh in Bakterien etabliert wurde, weshalb die passenden molekularen Bausteine und biochemischen Module seitdem in der Evolutionsgeschichte stets verfügbar gewesen sein dürften. Sehr plausibel daher, dass wohl auch in den urzeitlichen Linien der Animalia immer wieder der eine oder andere Photosynthese-Versuch startete. Doch offensichtlich kam keiner davon ans Ziel – zumindest nicht auf Dauer.

Dies wäre gar nicht so erstaunlich, wenn Photosynthese sich als grundsätzlich unvereinbar mit tierischem Leben erweisen würde. Das scheint aber nicht der Fall zu sein. Jedenfalls zeigen einige wenige Beispiele, dass Photosynthese in Tieren zumindest innerhalb gewisser Grenzen prinzipiell funktionieren kann.

Ein natürliches Beispiel liefern gewisse Meeresschnecken, allen voran die nackte Elysia chlorotica. Diese ritzt als Jungschnecke kleine Löcher in Algen der Art Vaucheria litorea und saugt deren Zellen aus. Die meisten Zellbestandteile verdaut sie, nur nicht die grünen Chloroplasten. Diese lagert sie direkt unter der Körperoberfläche in den Zellen ihres weit verzweigten Darmsystems ein – und lässt sie dort wochenlang photosynthetisch für sich arbeiten. Das hat gleich zwei Vorteile: Die grüne Schnecke ist im Algenrasen bestens getarnt, und jegliche aufwendige Nahrungsaufnahme entfällt.

Ein besonderer Clou dabei ist, dass die Elysia-Schnecken im Laufe der Evolution einige Algengene über horizontalen Gentransfer in ihr Erbgut eingebaut haben. Erst diese Gene ermöglichen es ihr, die gestohlenen Algen-Chloroplasten im eigenen Körper zur Photosynthese anzutreiben.

In eine ähnliche Richtung gehen Versuche, Zebrafische im Labor photosynthetisch „nachzurüsten“. Bereits 2011 beobachtete eine US-Forschergruppe, dass photosynthetisch aktive Cyanobakterien, die in Zebrafisch-Eizellen gespritzt wurden, sich im erwachsenen Fisch munter weiter teilten – und der Fisch sich ebenfalls nicht an den grünen Eindringlingen störte. Eine ähnlich friedliche Koexistenz beobachtete ein chilenisches Team bei dem Fisch und der einzelligen Grünalge Chlamydomonas. Zwar verhalf die erzwungene Symbiose den Zebrafischen keineswegs zu prompter photosynthetischer Unabhängigkeit von der „normalen“ Nahrungsaufnahme, doch immerhin scheint der erste Schritt dorthin sehr leicht möglich zu sein.

Worin besteht also dann der Zwang, der den Tieren dennoch einen scheinbar unüberwindlichen Grenzzaun vor die aktive Photosynthese setzt? Schon Darwin argwöhnte, dass offensichtliche evolutionäre Verbesserungen deswegen nicht realisiert werden, weil die betreffenden Organismen sich dadurch zugleich einen noch größeren Nachteil einhandeln. Welche unvermeidlichen Nachteile in diesem evolutionären „Trade-off“ aber schwerer wiegen könnten als die potenziellen Vorteile der Photosynthese für tierisches Leben – darüber lässt sich bislang nur spekulieren.