باکتری تک سلولی که مانند چشم می بیند

 به گزارش ایرنا از شبکه خبری بی بی سی ، کلید معما زمانی پیدا شد که دانشمندان دیدند با تاباندن نور به این باکتری، درست مثل عدسی، نور تغییر جهت داده و در آن سوی سطح باکتری در نقطه ای متمرکز می شود.

سپس باکتری حرکت خود را در جهت عکس نقطه روشن تنظیم می کند. این کشف باعث شگفتی و تحسین دانشمندان شده است.
این باکتری، سینه کاسیستیس، نوعی سایانوباکتری (باکتری سبز- آبی) است؛ یکی از کهن ترین اشکال حیات (2.7 میلیارد سال) که به وفور در آب شیرین پیدا می شود و می تواند یک لایه سبز لغزنده روی تخته سنگ ها تشکیل دهد.این باکتری با فتوسنتز انرژی خود را تامین می کند.
سینه کاسیستیس یکی از مهمترین منابع تولید اکسیژن در اقیانوس ها است. این باکتری بر خلاف برخی باکتری های آبزی توان شنا ندارد، تنها می تواند در سطح آب به آرامی سر بخورد.
این باکتری سه هزارم میلی متر قطر دارد، اما همین اندازه برای اینکه مثل چشم انسان یا مثل دوربین عکاسی عمل کند کافی است.
دانشمندانی که نتیجه این پژوهش را در نشریه ای لایف منتشر کرده اند این باکتری را 'کوچکترین و کهن ترین نمونه عدسی در دنیا' لقب داده اند.
پروفسور کنراد مولینو محقق دانشگاه کوئین مری لندن می گوید:این باکتری نور را تشخیص می دهد، ما این را می دانیم چون باکتری به سمت نور حرکت می کند. اما شگفت زده ایم چون این سلول خیلی خیلی کوچک است.به عبارت دیگر کوچکی این چشم محققان را شگفت زده کرده است.
اما جرقه کشف را مثل بسیاری از اکتشافات علمی یک تصادف زد، محققان باکتری را زیر میکروسکوپ گذاشتند و می خواستند حرکت آن را به سمت نور مطالعه کنند، از این رو از یک طرف به باکتری نور تاباندند، و بعد ناگهان از دیدن نقطه روشنی در آن سوی باکتری یکه خوردند.
300 سال است که دانشمندان باکتری ها را زیر میکروسکوپ مطالعه می کنند و تا به حال هیچکس متوجه نشده بود وقتی نور را از یک طرف به این نوع باکتری ها بتابانند در آن طرف باکتری نقطه نورانی تشکیل می شود.
این مطالعه نشان داد باکتری تک سلولی بر اساس تحریکی که برخورد نور به یک سمت بدنش ایجاد می کند حرکت خود را به سمت نور تنظیم می کند، به عبارت دیگر وقتی نور از این باکتری گذشته و در سمت دیگر متمرکز می شود باکتری از نقطه تمرکز نور دور می شود.
اما این تحقیق نشان داد که باکتری فقط به سادگی به سمت نور نمی رود، بلکه مثلی چشمی عمل می کند که 360 درجه دید دارد و بر حسب اینکه چه نوری از چه جهتی می آید مسیر حرکت خود را تنظیم می کند.
نور برای باکتری هایی که انرژی خود را با فتوسنتز تامین می کند منبع حیات است می تواند مرگبار باشد. از این رو این باکتری ها در انتخاب نور گزینشی عمل می کنند، بر حسب شدت و طول موج و رنگ نور یا به سمت آن می روند یا از آن فاصله می گیرند.
محققان حتی دو منبع نور را از دو طرف به این باکتری تاباندند و دو نقطه در آن طرف غشاء باکتری ایجاد کردند، باکتری با در نظر گرفتن تمام اطلاعات، جهتی مابین را در پیش گرفت.
محققان از میکروسکوپ های مختلف و حتی پرتو لیزر برای بررسی عملکرد این باکتری استفاده کردند و دریافتند که اگر منبع نور برای باکتری نامناسب باشد، به جای آنکه به سمت نور برود از آن دور می شود.
آزمایش نشان داد وقتی پرتو لیزر بسیار متمرکز تابانده می شود باکتری ابتدا به طرف آن می رود، اما بعد از آن دور می شود.
از دیدگاه تکاملی می توان این باکتری را شکل اولیه سیستم بینایی موجودات بسیار پیچیده تر و تکامل یافته تر تلقی کرد.
آنگرت ویلذ استاد دانشگاه فرایبورگ که از نویسندگان این تحقیق است می گوید: 'قوانین فیزیک که این باکتری نور را بر اساس آنها حس می کند مشابه قوانینی است که حیواناتی که بینایی بسیار پیچیده تری دارند بر اساس آن می بینند.'
'سینه کاسیستیس یک میلیارد بار از چشم انسان کوچکتر است. تصویری که پشت این باکتری پس از عبور نور تشکیل می شود مثل تصویری که بر شبکیه چشم انسان می افتد، بر عکس است اما وضوح آن بسیار کمتر است بنابراین فقط شمایی تیره و تار از کناره های شی حس می شود.'
'تشخیص جزئیات ظریف بر اساس 'وضوح زاویه ای' تعیین می شود، چشم انسان توان چشمگیری معادل دو صدم زاویه دارد اما در سینه کوسیستیس این میزان 21 درجه است.'
اما به جای میلیاردها سلول سیستم بینایی انسان، فقط یک سلول این 21 درجه را درک می کند، تردیدی نیست این باکتری بسیار ساده و بسیار کوچک و تک سلولی با توان خود در درک و ردیابی نور تحسین و شگقتی همگان را بر انگیخته است.

No tags for this post.