Tendenze scientifiche: Scienziati scoprono “accidentalmente” il bulbo oculare più antico e più piccolo del mondo
Dopo aver osservato una specie specifica di cianobatteri, chiamato Synechocystis, che vive nell’acqua e può formare uno “stagno di melma”, i ricercatori hanno scoperto che i raggi che arrivano vengono deviati dalla superficie sferica dell’organismo e concentrati in un punto sulla parte più lontana della cellula. Trascinandosi nella direzione opposta a questo punto luminoso, l’organismo si muove poi verso la luce. I batteri, che hanno un diametro di appena 0,003 mm, riescono a farlo perché tutto il corpo agisce come una lente, producendo un effetto equivalente a un microscopico bulbo oculare o fotocamera. Nel giro di pochi minuti il batterio sviluppa piccolissime strutture simili a tentacoli chiamate pili che tirano il batterio lungo la superficie cui è attaccato e verso la fonte della luce. I cianobatteri si sono evoluti circa 2,7 miliardi di anni fa e prendono energia mediante fotosintesi, il che spiega il loro entusiasmo per la luce. Un’osservazione accidentale Il prof. Conrad Mullineaux, uno dei co-autori dello studio pubblicato sulla rivista “eLife”, ha commentato: “[Il batterio] ha un modo per capire dove si trova la luce, lo sappiamo grazie alla direzione verso la quale si muove. Ma non riuscivamo a spiegarcelo perché le cellule sono molto, molto piccole.” Ha continuato ammettendo che il team ha notato la soluzione accidentalmente per mezzo di un’osservazione casuale con un microscopio. “Avevamo messo delle cellule su una superficie e stavamo proiettando una luce su un lato, per vedere il movimento verso la luce,” ha continuato il prof. Mullineaux. “Improvvisamente abbiamo visto questi punti luminosi focalizzati… immediatamente abbiamo capito cosa stava succedendo.” Per confermare e descrivere questa “visione” di una singola cellula, ha lavorato con colleghi nel Regno Unito, in Germania e in Portogallo a una serie di esperimenti. Un esperimento con un raggio laser per scoprire di più Oltre a studiare l’abilità dei batteri di mettere a fuoco con diversi tipi di microscopio, il team ha usato anche un raggio laser per scoprire esattamente il modo in cui la luce focalizzata influenzava il comportamento dell’organismo. Con il raggio laser puntato costantemente al centro di un disco, il team ha puntato una luce separata e più grande sulle cellule di Synechocystis da un lato. Questo ha guidato i batteri attraverso la superficie nel modo consueto, usando i loro pili per trascinarsi verso la luce. Ma nel momento in cui i batteri si sono spostati dentro il raggio laser, c’è stato un improvviso cambio di direzione. “Quando hanno colpito [il laser], ne sono stati respinti,” ha detto il prof. Mullineaux. “Non appena il laser colpiva un lato della cellula, la cellula si allontanava. Cambiavano direzione.” In altre parole, una luce brillante puntata su un lato del batterio lo spinge sicuramente a correre nell’altra direzione – che in circostanze normali lo porta verso la fonte luminosa. Poiché la stessa quantità di luce colpisce la cellula da tutte le parti, il team dice che ogni microbo avrà un’“immagine a 360 gradi” di ciò che lo circonda focalizzata sull’interno della membrana della cellula. Una risoluzione angolare per distinguere i dettagli Una cellula di Synechocystis è circa mezzo milione di volte più piccola dell’occhio umano. Come per la retina dell’occhio umano, l’immagine sul retro della cellula sarà sottosopra. Inoltre, la capacità degli oggetti ottici di distinguere piccoli dettagli è determinata dalla “risoluzione angolare”. Nell’occhio umano è di 0,02 gradi, ma secondo le stime del team della ricerca nel Synechocystis è di circa 21 gradi, il che significa che l’immagine per i batteri è molto sfocata. È però più che abbastanza perché le molecole fotorecettori del batterio, integrate nella membrana della cellula, guidino i suoi movimenti.
Paesi
Regno Unito