سیانوباکترهای ریزی که از اصول کار موجود در لنز چشم انسان برای دریافت نور استفاده می‌کنند

سیانوباکترهای ریزی که از اصول کار موجود در لنز چشم انسان برای دریافت نور استفاده می‌کنند

دانشمندان به تازگی به سازوکار سیانوباکترها در چگونگی تشخیص و شناسایی نور توسط این موجودات پی برده‌اند. نکته‌ی جالبی که وجود دارد این است که باکتری‌ها از همان سازوکاری برای این کار برخوردارند که در انسان‌ هم وجود دارد.

دانشمندان از ۳۰۰ سال پیش تا به حال همواره بر آن بوده‌اند تا به چگونگی سازوکار تشخیص نور و واکنش به آن در باکتری‌های بسیار ریز پی ببرند. اکنون یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران به سرپرستی پروفسور آنگرت ویلده (Annegret Wilde ) توانسته‌اند این معما را حل کنند. در یک بررسی که روی نوعی از باکتری‌ها موسوم به سیانوباکترها انجام شد، پژوهشگران دریافتند که این ارگانیزم‌های بسیار ریز در ابعاد چند میکرومتری برای حرکت به سوی روشنایی و تشخیص نور درست از همان اصولی استفاده می‌کنند که در ساختار چشم انسان وجود دارد. نتایج این بررسی در ژورنال ئی‌لایف منتشر شده است.

سیانوباکترها نوعی از میکروب‌ها هستند که از بیش از ۲.۵ میلیارد سال پیش در هرجایی از کر‌ه‌ی زمین که نور وجود داشته باشد گسترش یافته‌اند و امروزه نیز در اغلب مکان‌ها همچون دشت‌ها، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها و همچنین در دیواره‌های ساختمان‌ها و آکواریوم‌ها دیده می‌شوند. در اقیانوس که بیش از ۷۰ درصد کره‌ی زمین را دربر گرفته‌اند، سیانوباکترهای تولیدکننده‌ی اکسیژن به عنوان یکی از مهم‌ترین و تاثیرگذارترین ارگانیزم‌های مرتبط با فرایندهای فوتوسنتزی به شمار می‌روند و بنابراین می‌توانیم نتیجه‌ بگیریم که سیانوباکترها یکی از موجودات کانونی بیوسفر هستند. ویلده و گروهش با همکاری یک تیم بین‌المللی دریافته‌اند که سیانوباکترها برای حرکت به سمت نور و تشخیص روشنایی دقت قابل توجهی دارند و در این فرایند از ویژگی‌های میکرواپتیکی (ریز نوری) خود برای شناسایی محل ساطع شدن نور استفاده می‌کنند. نور با تابش خود سطح کروی این ارگانیزم‌های تک‌سولی را تحت تاثیر قرار می‌دهد و در ادامه از طریق لنزهای بسیار ریز میکروسکوپی موجود در ساختار این موجودات در کانون‌ها متمرکز می‌شود. این رویداد باعث به وجود آمدن یک نقطه‌ی کانونی در طرف مقابل سلول می‌شود. در نتیجه‌ی آن سلول از این نقطه‌ی پرنور دورتر شده و برای حرکت به سمت منبع نور طبیعی‌تر و نور کمتر واداشته می‌شود.

همه‌ی کوشش‌های قبلی برای تشریح و توضیح سازوکار واکنش به نور در این موجودات ناکام مانده بودند؛ چون این ارگانیزم‌ها تنها به اندازه‌ی چند واحد طول از طول موج نور ضخامت دارند و پیش از این پنداشته می‌شد که سیانوباکترها کوچک‌تر از آن باشند که قادر به تشخیص تفاوت‌های نوری موجود در بخش جلو و عقب سلول شوند. چون کل سیستم باکتری همانند یک لنز عمل می‌کند و به این ترتیب ارگانیزم می‌تواند نور را متمرکز کرده و اختلاف نور چشمگیری را در سلول به وجود آورد. ویلده در این زمینه می‌گوید:

این اصل فیزیکی در واقع تفاوت چندان زیادی با روشی که نور در لنزهای چشم ما متمرکز می‌شود ندارد. ما باید پژوهش‌های مرتبطی را در آینده انجام دهیم تا در مورد تمرکز نور در سایر ارگانیزم‌های ریزی که لزوما لنزهایی به شکل دایره‌ای ندارند، کندوکاوهایی صورت داده باشیم. به عنوان مثال ممکن است برای تمرکز نور از فیبرهای نوری استفاده شود.

درک بهتر از ویژگی‌های میکرواپتیکی می‌تواند به دید بهتری در زمینه‌ی چگونگی ساختار و شکل سلول‌ها و لایه‌های زیستی که در فرایند جمع‌آوری نور موثر هستند شود. دانش ما در این زمینه می‌تواند در آینده برای ساخت واکنش‌دهنده‌های نوری از نوع زیستی و همچنین ساخت انواع جدیدی از سلول‌های خورشیدی استفاده شود. آنگریت ویلده از سال ۲۰۱۲ به عنوان پروفسور ژنتیک مولکولی در دانشگاه فرایبورگ فعالیت می‌کند. در این بررسی دانشمندانی از کالسروهه انگلستان هم همکاری داشتند.

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید