این باکتری تک‌سلولی مثل چشم 'می‌بیند'



زیست‌شناسان می‌گویند سرانجام دریافته‌اند که چگونه یک نوع باکتری می‌تواند نور را حس کند و به سمت آن حرکت کند؛ در واقع این باکتری تک‌سلولی مثل چشم عمل می‌کند.

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 نقطه‌ای متمرکز می‌شود.

سپس باکتری حرکت خود را در جهت عکس نقطه روشن تنظیم می‌کند. این کشف باعث شگفتی و تحسین دانشمندان شده است.

این باکتری، سینه‌کوسیستیس، نوعی سایانوباکتری (باکتری سبز- آبی) است؛ یکی از کهن‌ترین اشکال حیات (۲.۷ میلیارد سال) که به وفور در آب شیرین پیدا می‌شود و می‌تواند یک لایه سبز لغزنده روی تخته‌سنگ‌ها تشکیل دهد.

این باکتری با فتوسنتز انرژی خود را تامین می‌کند.

سینه‌کوسیستیس یکی از مهمترین منابع تولید اکسیژن در اقیانوس‌ها است. این باکتری بر خلاف برخی باکتری‌های آبزی توان شنا ندارد، فقط می‌تواند در سطح آب به ‌آرامی سر بخورد.

این باکتری سه هزارم میلی‌متر 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 ای‌لایف منتشر کرده‌اند این باکتری را "کوچکترین و کهن‌ترین نمونه عدسی در دنیا" لقب داده‌اند.

پروفسور کنراد مولینو محقق دانشگاه کوئین‌مری لندن می‌گوید: "این باکتری نور را تشخیص می‌دهد، ما این را می‌دانیم چون باکتری به سمت نور حرکت می‌کند. اما شگفت‌زده‌ایم چون این سلول خیلی خیلی کوچک است."

به عبارت دیگر کوچکی این "چشم" محققان را شگفت‌زده کرده است.

اما جرقه کشف را مثل بسیاری از اکتشافات علمی یک تصادف زد، محققان باکتری را زیر میکروسکوپ گذاشتند و می‌خواستند 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.

سیصد سال است که دانشمندان باکتری‌ها را زیر میکروسکوپ مطالعه می‌کنند و تا به حال هیچکس متوجه نشده بود وقتی نور را از یک طرف به این نوع باکتری‌ها بتابانند در آن طرف باکتری نقطه نورانی تشکیل می‌شود.

اما این تحقیق نشان داد که باکتری فقط بسادگی به سمت نور نمی‌رود، بلکه مثلی چشمی عمل می‌کند که سیصد و شصت درجه دید دارد و بر حسب اینکه چه نوری از چه جهتی می‌آید مسیر حرکت خود را تنظیم می‌کند.

نور برای باکتری‌هایی که انرژی خود را با فتوسنتز تامین می‌کند هم منبع حیات است هم می‌تواند مرگبار باشد. از این رو این باکتری‌ها در انتخاب نور گزینشی عمل می‌کنند، بر حسب شدت و طول موج و رنگ نور یا به سمت آن می‌روند یا از آن فاصله می‌گیرند.

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 میکروسکوپ‌های 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 می‌شود.

آزمایش نشان داد وقتی پرتو لیزر بسیار متمرکز تابانده می‌شود باکتری ابتدا به طرف آن می‌رود، اما بعد از آن دور می‌شود.

از دیدگاه تکاملی می‌توان این باکتری را شکل اولیه سیستم بینایی موجودات بسیار پیچیده‌تر و تکامل‌یافته‌تر تلقی کرد.

آنگرت ویلذ استاد دانشگاه فرایبورگ که از نویسندگان این تحقیق است می‌گوید: "قوانین فیزیک که این باکتری نور را بر اساس آنها حس می‌کند مشابه قوانینی است که حیواناتی که بینایی بسیار پیچیده‌تری دارند بر اساس آن می‌بینند."

"سینه‌کوسیستیس یک میلیارد بار از چشم انسان کوچکتر است. تصویری که پشت این باکتری پس از عبور نور تشکیل می‌شود مثل تصویری که بر شبکیه چشم انسان می‌افتد، بر عکس است اما وضوح آن بسیار کمتر است بنابراین فقط شمایی تیره و تار از کناره‌های شی حس می‌شود."

"تشخیص جزئیات ظریف بر اساس "وضوح زاویه‌ای" تعیین می‌شود، چشم انسان توان چشمگیری معادل دو صدم زاویه دارد اما در سینه‌کوسیستیس این میزان ۲۱ درجه است."

اما بجای میلیاردها سلول سیستم بینایی انسان، فقط یک سلول این ۲۱ درجه را درک می‌کند، تردیدی نیست این باکتری بسیار ساده و بسیار کوچک و تک‌سلولی با توان خود در درک و ردیابی نور تحسین و شگقتی همگان را بر انگیخته است.

منبع: بی بی سی



نویسنده :P. Jabbarzadeh|بیولوژی تکامل و ماقبل تاریخ | ارسال نظر: 0



دفعات نمایش: 577
| ارسال به یک دوست  نسخه مناسب برای چاپ


شما باید برای ارسال در سایت به سیستم وارد شوید یا اگر عضو نیستید ثبت نام کنید اینجا براي ثبت نام كليك كنيد

زمان بازسازي صفحه :0.4292 ثانيه, 0.1001 براي هر جستجو .