Биологи выяснили, что некоторые бактерии воспринимают свет по таким же
принципам, что и глаза многоклеточных существ, фактически превращая все
свое тело в миниатюрное подобие глаза человека и других животных.
Ученые проанализировали то, как сине-зеленые бактерии ощущают свет
и движутся к нему, и пришли к выводу, что эти микробы используют те же
принципы для работы своего зрения, что и глаза многоклеточных существ,
говорится в статье, опубликованной в журнале
eLife.
"То, что микробы реагируют на свет, является одним из самых
древнейших научных открытий. И то, что мы показали, что бактерии
являются оптическими объектами, является очевидной вещью, если смотреть
на это открытие задним числом, однако до этих опытов мы никогда
не думали об этом. И никто другой не замечал этого, несмотря на 340 лет
опытов с бактериями", — заявил Конрад Мулине (Conrad Moulineaux)
из университета королевы Марии в Лондоне (Великобритания).
Мулине и его коллеги пришли к выводу, что бактерии обладают
своеобразными "глазами", наблюдая за тем, как сине-зеленые цианобактерии
из рода Synechocystis, живущие в пресноводных озерах и реках,
реагировали на лучи света.
До этих опытов ученые считали, что бактерии движутся в сторону
источника света фактически "наощупь" – предполагалось, что они ощущают
малейшие различия в освещенности разных частей своей оболочки и двигают
себя в ту сторону, где света больше.
Авторы статьи проверили, так ли это на самом деле, освещая одиночных
микробов при помощи специальных ламп, позволявших им крайне гибко
управлять градиентом освещенности и задавать особые световые узоры,
способные обманывать зрение микроба.
К удивлению ученых, бактерии никак не реагировали на перепады
в уровне освещенности, если источник света был скрыт от них – в таком
случае они двигались случайным образом, а не скапливались в самом
светлом участке чашке Петри, где обитали Synechocystis.
С другой стороны, когда ученые имитировали Солнце, освещая чашку
при помощи обычного светильника, чей луч был направлен под почти прямым
углом к поверхности, в таком случае микробы действительно двигались
в сторону "светила". Это означает, что микробы напрямую видят свет.
Подобное загадочное поведение заинтриговало исследователей, и они
попытались узнать, как микроб воспринимает свет, изучив оптические
свойства его оболочки и прочих частей клетки, наполнив Synechocystis
молекулами флуоресцентного белка, светящегося при облучении
ультрафиолетом.
Как оказалось, оболочка Synechocystis представляет собой
полупрозрачную линзу, которая фокусирует проходящий через нее свет
на противоположной стенке бактерии, где находится ряд молекул
фотопигментов. Фактически, это превращает микроб в миниатюрный глаз,
способный видеть источники света и видеть грубые контуры предметов
и крупных препятствий в среде обитания, заключает Мулине.
