Bakteriellen Schleim wirkt als Teensy Augapfel

Schleimige Mikroben genannt Cyanobakterien ihre teensy Körper als Objektive verwenden, um Licht und "sehen", vor der wachsenden Beinchen um gegen jene Strahlen, Zoll zu sammeln, schlägt neue Forschung.

Das bedeutet, dass die grundlegenden Tätigkeiten von dieser Miniatur-Lichtfänger möglicherweise nicht so verschieden von denen der Kameras oder das menschliche Auge, sagen die Forscher.

"Die Idee, dass Bakterien ihre Welt im Grunde genauso sehen können, was wir tun ist ziemlich aufregend", sagte Studienautor Blei Conrad Mullineaux, Mikrobiologe an der Queen Mary University of London, in einer Erklärung. "Unsere Beobachtung, dass Bakterien optischen Objekte sind ist ziemlich offensichtlich, im Nachhinein, aber wir nie daran gedacht bis wir es gesehen haben. Und niemand bemerkt es vor, trotz der Tatsache, die Wissenschaftler bei Bakterien unter Mikroskopen 340 Jahren gesucht habe." [Watch Cyanobakterien 'See' mit ihren winzigen Augapfel Körpern]

Primitive leichte Mähdrescher

Cyanobakterien oder Blaualgen, gehören zu den ältesten Lebensformen auf dem Planeten. Die einzelligen Bakterien zuerst zwinkerte ins Leben etwa 2,7 Milliarden Jahren und gehörten zu den frühesten Organismen, Photosynthese, Nutzung der Sonnenenergie zu produzieren Sauerstoff aus Kohlendioxid und Wasser zu verwenden.

Aber um Energie aus der Sonne sammeln, Cyanobakterien müssen eine Möglichkeit, Sinn Licht Forscher begründet. Vergangene Studien zeigten, dass Bakterien einfachere Licht-Rezeptoren haben, und sie bewegen sich in Richtung Licht – ein Prozess, bekannt als Phototaxis.

Annäherung an das Licht

Aber es war nicht genau klar, wie diese Bakterien das Licht Sensor waren. Um ein besseres Bild zu bekommen, Mullineaux und seine Kollegen betrachtete die Synechocystis Gattung der Cyanobakterien – eine grüne, kugelförmige Bakterien nur 0,003 Millimeter im Durchmesser (ungefähr die Breite von einem einzigen Strang von Spinnenseide), bildet oft einen schleimigen Film in Süßwasserseen.

Das Team der Teichabschaum auf Objektträger gelegt und beobachtete die Mikroben mit unterschiedlichen Lichtverhältnissen zu schwimmen. In einer Aufspannung benutzten sie einen leichte Diffusor ein Gefälle von intensiver Licht von einer Seite der Folie auf die andere zu erstellen; der Diffusor verstreut Lichtstrahlen, so dass sie alle Richtungen kamen.

In einem zweiten Setup das Licht kam von einer Seite der Folie, und im dritten Setup, nutzten die Forscher zwei verschiedene Lichtquellen auf zwei angrenzenden Seiten der Folie platziert.

Wenn die Forscher die Bakterien im leichten Verlauf platziert, war die bakterielle Bewegung zufällig. Jedoch, wenn die Bakterien von einer Seite Licht ausgesetzt waren, wanderten sie gegen das Licht. Der Aufbau mit zwei Lichtquellen, an beiden Enden des Schlittens zog die Bakterien an eine Stelle zwischen den beiden. Im Wesentlichen wurden die schleimigen, einzellige Lebewesen irgendwie die Richtungserkennung, die das Licht herkam.

Das Team fand auch, dass bald nach beleuchteten, blau - grüne Algen wuchs wenig Tentakeln genannt Pili, die sie an eine Oberfläche befestigt und dann zurückgezogen, Zoll in Richtung der Lichtquelle.

"Diese Bilder zeigen, dass jede Zelle fungiert als eine mikroskopische sphärische Linse konzentriert sich eine intensive Lichtfleck in der Nähe von der gegenüberliegenden Seite der Zelle von der Lichtquelle und die Richtung der Bewegung," schrieb der Forscher in der 9 Februar Ausgabe der Zeitschrift eLife. Diese Pingen des Lichts beflügelt dann die Bakterien sich auf das Licht zu bewegen.

Kleine Augen

Um zu beweisen, dass die Bakterien als winzige Augen handelten, zusammengefügt das Team der Bakterien, die produziert einen Fluoreszenzfarbstoff während einer Zellschicht, genannt das Periplasma, das die Bakterien umgeben und nur innerhalb der äußeren Zellmembran sitzt ein Gen. Wenn das Team die Cyanobakterien mit Licht getroffen, Flecken auf dem Periplasma gegenüber der Lichtquelle leuchtete grün, beweisen, dass Licht, das auf der Vorderseite einer Zelle war gebogen, oder gebrochen, und auf die gegenüberliegende Seite geschickt.

Dieser Prozess ist nicht viel anders als was in dem menschlichen Augapfel, geht wo Licht scheint durch die Hornhaut und ist dann im hinteren Bereich des Auges, auf die Netzhaut fokussiert. Ein Cyanobakterium ist jedoch 500 Millionen Mal kleiner als das menschliche Auge, und die Algen wahrscheinlich anzeigen nur die verschwommenen Umrisse von Objekten, die das menschliche Auge klar sehen konnten die Forscher sagten.

"Die physikalischen Grundlagen für die Erfassung der Licht durch Bakterien und die weitaus komplexeren Vision bei Tieren sind ähnlich, aber die biologischen Strukturen sind unterschiedlich," Co-Autor Annegret Wilde, ein Forscher an der Universität Freiburg in Deutschland, sagte in der Erklärung.

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