کشف یکی از ساده ترین و ابتدایی ترین گونه های چشم در باکتری ها

کشف یکی از ساده ترین و ابتدایی ترین گونه های چشم در باکتری ها، خیره شدن به باکتری‌ها از طریق میکروسکوپ پس از سال‌ها بالاخره به یک یافته‌ی مهم منجر شد. محققان با زیرنظر گرفتن سیانوباکترهایی از سرده‌ی Synechocystis، یا همان جلبک‌های سبزآبی، پی بردند که آنها مثل یک چشم عمل می‌کنند و در سطحی بسیار ابتدایی می‌توانند ببینند.

بینایی یک ساز و کار بسیار پیچیده دارد. در واقع چشم انسان برای دیدن از ۱۰۰ میلیون سلول حساس به نور استفاده می‌کند. اما این باکتری‌ها در اصل، با کل بدن‌ تک‌سلولی‌شان می‌توانند ببینند. این جانداران برای فوتوسنتز باید به سمت منبع نور حرکت کنند. براساس تحقیقات جدید، این نوع سیانوباکتر از کل بدنش به عنوان یک لنز استفاده می‌کند تا منبع نور را پیدا کند. در گذشته، محققان فکر می‌کردند که این موجودات که به انرژی خورشید نیاز دارند، به طور تصادفی به سمت نور حرکت می‌کنند و هر گاه محیط اطراف‌شان تاریک می‌شود، مسیرشان را تغییر می‌دهند.

اما مقاله‌ای که اخیرا در ژورنال علمی eLife منتشر شده، نشان می‌دهد که سطح کروی این باکتری، پرتوهای نور را خم کرده و آنها را در یک نقطه و در جهت متضاد تابش نور متمرکز می‌کند. سپس، این جاندار میکروسکوپی با حرکت به سمت مخالف آن نقطه‌ی نورانی، به طرف منبع نور حرکت می‌کند. براساس این پژوهش، علیرغم اینکه باکتری‌های مورد اشاره تنها سه میکرومتر (۰٫۰۰۳ میلی‌متر) قطر دارند، اما از همان قوانین فیزیکی چشم و عدسی استفاده می‌کنند. در این مقاله آمده است: «احتمالا آنها کوچک‌ترین و قدیمی‌ترین نمونه‌ی عدسی هستند.»

سیانوباکترهایی که در این تحقیق مطالعه شدند، یک گونه‌ی زیستی بسیار باستانی هستند که فراوانی زیادی دارند. آنها در آب زندگی می‌کنند و از طریق فوتوسنتز انرژی مورد نیازشان را تامین می‌کنند. به همین دلیل، این جانداران جذب نور می‌شوند.

«کنراد مولینکس»، یکی از نویسندگان اصلی این مقاله از دانشگاه «کویین مری لندن» می‌گوید: «این جاندار روشی برای تشخیص نور دارد، چون ما می‌دانیم که به سمت نور حرکت می‌کند. اما نمی‌دانستیم چطور نور را تشخیص می‌دهد چرا که این سلول‌ها بسیار بسیار کوچک هستند.»

وقتی محققان با میکروسکوپ سیانوباکترهای سرده‌ی Synechocystis را مشاهده می‌کردند، متوجه نقاط نورانی متمرکزی شدند. باکتری‌ها مثل یک عدسی، نور را در خلاف جهت منبع آن، کانونی می‌کردند. محققان حتی با تابش لیزر به باکتری‌ها، کاری کردند که آنها به دور از منبع نور حرکت کنند. چرا که تصور می‌کردند که نور لیزر در واقع همان نقطه‌ی نورانی است که خودشان ایجاد کرده بودند.

اندازه‌ی آن نقطه‌‌های نورانی نشان می‌دهد که این نوع سیانوباکتر‌ها می‌توانند با وضوح بسیار پایینی ببینند. بینایی آنها تقریبا صد برابر ضعیف‌تر از چشم انسان است. اما همین میزان بینایی هم برای یک جاندار تک سلولی واقعا شگفت‌انگیز است. دانشمندان می‌گویند شاید این شگرد تمرکز نور در میان باکتری‌ها رواج داشته باشد. با توجه به اینکه سیانوباکتر‌های سرده‌ی Synechocystis جزو قدیمی‌ترین جانداران کره‌ی زمین هستند، شاید بتوان گفت که جزو اولین نمودهای قوه‌ی بینایی در طبیعت هم باشند.