Οι αφίδες (η γνωστή μας μελίγκρα) αποτελεί είναι ένα ζωικό είδος που εκμεταλλεύεται μια λειτουργία που συναντάται στους φυτικούς οργανισμούς, στα κυανοβακτήρια και σε λίγα είδη μυκήτων: τη φωτοσύνθεση.
Φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία κατά την οποία τα πράσινα φυτά και ορισμένοι άλλοι οργανισμοί μετασχηματίζουν τη φωτεινή ενέργεια σε χημική. Κατά την φωτοσύνθεση στα φυτά η φωτεινή ενέργεια δεσμεύεται και χρησιμοποιείται για τη μετατροπή διοξειδίου του άνθρακα και νερού σε οξυγόνο και ενεργειακά πλούσιες οργανικές ενώσεις, κυρίως υδατάνθρακες.
Η λειτουργία της φωτοσύνθεσης βασίζεται σε μια ομάδα χρωστικών ουσιών που ονομάζονται καροτενοειδή, πολύτιμων για την ανάπτυξη της όρασης, των οστών και την παραγωγή βιταμινών.
Οι ζωικοί οργανισμοί προσλαμβάνουν τις χρωστικές μέσω από φυτικά , άλγη και μύκητες που τις συνθέτουν με φυσικό τρόπο.
Οι βιολόγοι του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, Νάνσυ Μόραν και Τάιλερ Τζάρβικ ανακάλυψαν το 2010 ότι η μελίγκρα φτιάχνει μόνη της τα καροτενοειδή, όπως τα φυτά, χάρη σε ένα γονίδιο μύκητα το οποίο ενσωμάτωσε.
Ο εντομολόγος Αλέν Ρομπισόν του Ινστιτούτου Αγροβιοτεχνολογίας “Sophia” της Γαλλίας ανακάλυψε ότι οι αφίδες του μπιζελιού (Acyrthosiphon pisum) αλλάζουν χρώμα ανάλογα με το περιβάλλον. Στις άριστες συνθήκες, οι αφίδες παράγουν μια μέση ποσότητα καροτενοειδών και γίνονται πορτοκαλί. Το χειμώνα, τα έντομα παράγουν υψηλές ποσότητες και γίνονται πράσινα, ενώ σε περιοχές με περιορισμένες συγκεντρώσεις καροτενοειδών, ελλείψει της χρωστικής, γίνονται άσπρα.
Το χρώμα βασίζεται στα επίπεδα του ATP, ενός μορίου που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά και αποθήκευση ενέργειας σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Οι πράσινες μελίγκρες παρουσιάζουν υψηλότερα επίπεδα, ενώ μικρότερα επίπεδα ATP παρουσίαζαν οι πορτοκαλί μελίγκρες.
Οι συγκεντρώσεις του ATP στις πορτοκαλί μελίγκρες αυξάνονταν όταν τα έντομα τοποθετήθηκαν κάτω από φως, και μειώθηκαν όταν τα έντομα επιστράφηκαν στο σκοτάδι. Αυτό συνέβη διότι η ενέργεια που χρειαζόταν για τη σύνθεση επιπλέον ATP προερχόταν από τη φωτεινή ακτινοβολία που απορροφούσαν τα καροτενοειδή κοντά στην επιφάνεια του σώματος των εντόμων.
Ο μοριακός μηχανισμός που επιτρέπει στις αφίδες να φωτοσυνθέτουν παραμένει εντελώς άγνωστος, καθώς και το γιατί οι αφίδες χρειάζονται τη φωτοσύνθεση, από τη στιγμή που μπορούν να βρουν στα φυτά όλα τα σάκχαρα που χρειάζονται.
Οι ερευνητές εικάζουν πως η ικανότητα για φωτοσύνθεση ενεργοποιείται παραπληρωματικά, όταν συντρέχουν μη ευνοϊκές περιβαλλοντικές συνθήκες.
