Tendances scientifiques: Des scientifiques ont «accidentellement» découvert le plus petit et plus vieux globe oculaire au monde
Après avoir observé une série de cyanobactéries, appelées Synechocystis, qui vivent dans l'eau et peuvent former une boue de limon verte glissante, les chercheurs ont découvert que les rayons incidents sont réfractés par la surface sphérique de l'organisme et se concentrent en un point de l'autre côté de la cellule. En progressant dans la direction opposée de cet endroit illuminé, l'organisme se déplace vers la lumière. Ces bactéries, qui ne mesurent que 0,003 mm de diamètre, sont capables de faire cela car leur corps entier agit comme une lentille, pour produire un effet équivalent à un œil microscopique ou une caméra. En quelques minutes, les bactéries développent des petites structures similaires à des tentacules (appelées pili) qui permettent aux bactéries de se déplacer à la surface de leur substrat vers la source de lumière. Les cyanobactéries ont évolué il y a environ 2,7 milliards d'années et obtiennent leur énergie de la photosynthèse, ce qui explique leur attirance pour la lumière vive. Une observation accidentelle Le professeur Conrad Mullineaux, l'un des co-auteurs de l'étude publiée dans la revue eLife, commente: «Elles [les bactéries] ont la capacité de détecter où se trouve la lumière, et nous le savons en raison de la direction dans laquelle elles se déplacent. Mais nous étions étonnés de cette capacité car les cellules sont vraiment très petites.» Il admet que l'équipe a découvert accidentellement la raison de ce phénomène en observant les bactéries avec un microscope. «Nous avions placé des cellules sur une surface et avons projeté un rayon de lumière d'un côté, pour observer leur déplacement vers celle-ci», explique le professeur Mullineaux. «Nous avons découvert d'un coup des petits points lumineux, ce qui se passait était immédiatement évident.» Pour confirmer et décrire cette «vision» unicellulaire, il a travaillé avec des collègues au Royaume-Uni, en Allemagne et au Portugal sur une série d'expériences. Une expérience de faisceau laser pour des analyses supplémentaires En plus d'étudier la capacité de la bactérie avec différents types de microscopes, l'équipe a aussi utilisé un faisceau laser pour déterminer exactement comment cette lumière concentrée affecte le comportement de l'organisme. Avec la focalisation du faisceau laser sur le centre du plat, l'équipe a renforcé un faisceau lumineux séparé plus intense sur les cellules de Synechocystis d'un autre côté. Cela a attiré les bactéries sur la surface de la manière habituelle, en utilisant leurs pili pour se diriger vers la lumière. Mais une fois que les bactéries sont arrivées au faisceau laser, elles ont réalisé un demi-tour direct. «Une fois qu'elles ont touché [le laser], elles se sont détournées», explique le professeur Mullineaux. «Dès que le laser touchait un côté de la cellule, les cellules se détournaient. Elles changeaient de direction.» En d'autres termes, quand la lumière vive se concentrait sur les bactéries, elles s'en allaient dans une autre direction, ce qui, dans des circonstances normales, les dirigaient vers la source de lumière. Parce que la même quantité de lumière touche la cellule de tous les côtés, l'équipe explique que chaque micro-organisme aura une «image de 360 degrés» de son environnement se concentrant sur l'intérieur de la membrane cellulaire. Une résolution angulaire pour un détail distinctif Une cellule de Synechocystis est une moitié de millions de fois plus petite que l'œil humain. Tout comme la rétine de l'œil, l'image à l'arrière de la cellule se retrouve à l'envers. De plus, la capacité des objets optiques pour distinguer les moindres détails est déterminée par la «résolution angulaire». Dans un œil humain, on constate une réfraction de 0,02 degrés, mais l'équipe de recherche estime que dans les Synechocystis, on observe un angle de 21 degrés, ce qui signifie que la vision des bactéries est très floue. Cela suffit plus pour les molécules photoréceptrices des bactéries, intégrées dans la membrane cellulaire, pour orienter son mouvement.
Pays
Royaume-Uni