У ціанобактерій виявили - зір
Environmental Protection Agency / Wikimedia Commons
Фотосинтезуючі ціанобактерії з'явилися на Землі близько 2,7 мільярда років тому і наситили її атмосферу киснем. У пошуку відповідних умов освітлення їм допомагає здатність до фототаксису — пересування джерела світла. Виявилося, що світлосприйняття ціанобактерій набагато складніше, ніж просте уловлювання градієнта освітленості.
Схема роботи фотоапарата, очі та ціанобактерії
Міжвузівська європейська група вчених вивчила реакцію на світ ціанобактерій родуSynechocystis. Спочатку перевірили їхню реакцію на градієнт світла, створюваний конденсором мікроскопа. Цілеспрямованого руху не було. Коли клітини висвітлили спрямованим світлом під гострим кутом до поверхні, більшість клітин протягом хвилини сформували фімбрії (органи руху) і почали рухатися до джерела світла. При освітленні двома джереламиSynechocystisактивно прагнули в рівновіддалену від них точку, де освітленість найінтенсивніша.
Підсвічуючи ціанобактерії з одного боку в темнопольному мікроскопі, досліджували побачили, що їхній клітинний вміст працює як оптична лінза, що фокусує світло на внутрішній поверхні клітинної мембрани навпроти джерела світла, тобто діє як примітивний аналог ока тварин. Клітина у своїй випускає фимбрії з боку, протилежної фокусу променів, і рухається світ.
Хоча основний принцип роботи клітиниSynechocystisі людського ока схожий, їх розміри відрізняються приблизно в 500 мільйонів разів. Проводячи експерименти з висвітлення ціанобактерій вузькоспрямованим лазером, вчені встановили, що кутовий дозвіл їх оптичної системи становить близько 21 градуса,тобто одержуване зображення вкрай нечітке. Для порівняння, кутовий дозвіл людського ока – приблизно 0,02 градуси. Для життєдіяльностіSynechocystis, проте, досить просто визначити джерело світла та його інтенсивність.
Раніше канадські дослідники виявили у протистів із групи динофлагелят подібність ока — оцелоїд, що складається зі структур, функціонально близьких до кришталика, рогівки, зіниці та сітківки.