Wyznaczanie trendów w nauce: Naukowcy „przypadkowo” odkrywają najstarszą i najmniejszą gałkę oczną na świecie
Na podstawie obserwacji konkretnych gatunków sinic o nazwie Synechocystis, które zamieszkują w środowisku wodnym i mogą tworzyć śliski zielony szlam, naukowcy odkryli, jak padające promienie są załamywane przez kulistą powierzchnię organizmów i skupiane na tylnej ściance komórki. Ustawiając się w kierunku odwrotnym do tego jasnego punktu, organizm zaczyna się wówczas poruszać w stronę światła. Bakterie, których średnica wynosi ledwie 0,003 mm, są w stanie to zrobić, gdyż całe ich ciało działa jak soczewka, wywołując efekt taki sam jak mikroskopijna gałka oczna albo kamera. W ciągu minut wyrastają z bakterii malusieńkie, przypominające czułki struktury zwane pilami, za pomocą których bakterie przyczepiają się do powierzchni, aby poruszać się po niej w kierunku źródła światła. Sinice, których ewolucja miała miejsce około 2,7 mld lat temu, czerpią energię z fotosyntezy, co wyjaśnia ich upodobanie do jasnego światła. Przypadkowe spostrzeżenie Prof. Conrad Mullineaux, jeden z autorów studium opublikowanego w czasopiśmie »eLife«, zauważa: „Jeżeli [bakterie] mają sposób na wykrywanie, gdzie znajduje się światło, to my o tym wnioskujemy na podstawie kierunku, w jakim się poruszają. Jednak głowimy się nad tym, bo komórki są bardzo, bardzo małe”. Przyznał, że zespół zauważył tę zdolność przypadkowo w czasie przyglądania się bakteriom pod mikroskopem. „Komórki znajdowały się na powierzchni, którą oświetlaliśmy z jednej strony, aby zaobserwować ruch w kierunku światła” – kontynuuje prof. Mullineaux. „Niespodziewane zauważyliśmy te skupione jasne punkty (...) Od razu stało się zupełnie jasne, co się dzieje”. Aby potwierdzić i opisać to jednokomórkowe „widzenie”, profesor przeprowadził wraz z kolegami ze Zjednoczonego Królestwa, Niemiec i Portugalii serie eksperymentów. Dalsze dociekania z użyciem wiązki laserowej Prócz studiowania zdolności bakterii do ogniskowania za pomocą różnych typów mikroskopów, zespół wykorzystał także wiązkę laserową, aby sprawdzić, jak dokładnie takie zogniskowane światło wpływa na zachowanie organizmu. Podczas gdy wiązka laserowa była nakierowana stale na środek płytki, zespół oświetlił z jednej strony komórki Synechocystis większym, odrębnym światłem. Spowodowało to przyciąganie bakterii przez całą powierzchnię w ten co zwykle sposób w kierunku świata, czyli za pomocą pili. Jednak w momencie, kiedy dowolna bakteria znalazła się w zasięgu wiązki laserowej następował raptowny zwrot. „Kiedy docierały do [światła laserowego], odbijały się” – stwierdził prof. Mullineaux. „Kiedy tylko światło laserowe padło na część komórki, odsuwały się. Zmieniały kierunek”. Innymi słowy jasne światło skupione po jednej stronie bakterii z pewnością powoduje jej poruszanie się w przeciwnym kierunku – w normalnych okolicznościach w kierunku źródła światła. Z uwagi na fakt, że takie samo natężenie światła dociera do komórki zewsząd, zespół twierdzi, że każdy drobnoustrój ma „360-stopniowy obraz” swojego otoczenia zogniskowany po wewnętrznej stronie błony komórkowej. Rozdzielczość kątowa do rozróżniania szczegółów Komórka Synechocystis jest mniej więcej pół miliarda razy mniejsza od ludzkiego oka. Podobnie jak w przypadku siatkówki ludzkiego oka, obraz na tylnej ścianie komórki będzie odwrócony do góry nogami. Ponadto zdolność obiektów optycznych do rozróżniania drobnych szczegółów jest uzależniona od „rozdzielczości kątowej”. W ludzkim oku wynosi ona imponujące 0,02 stopnia, ale naukowcy szacują, że w przypadku Synechocystis to około 21 stopni, czyli obraz uzyskiwany przez bakterie jest bardzo niewyraźny. To jednak w zupełności wystarczy, aby cząsteczki fotoreceptorowe, osadzone w błonie komórkowej, pokierowały ich ruchem.
Kraje
Zjednoczone Królestwo