Η πράσινη γλίτσα σάς κοιτάζει

Τα πρώτα μάτια άνοιξαν στη Γη νωρίτερα από ό,τι πιστεύαμε, πολύ πριν από την εμφάνιση των πολυκύτταρων οργανισμών: τα κυανοβακτήρια, μονοκύτταροι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί που σχηματίζουν μια χαρακτηριστική πράσινη γλίτσα σε νερά και υγρές επιφάνειες, αποκαλύπτεται ότι χρησιμοποιούν ολόκληρο το σώμα τους ως μάτι.

«Κανείς δεν το είχε παρατηρήσει μέχρι σήμερα, παρόλο που οι επιστήμονες κοιτούν τα βακτήρια στο μικροσκόπιο εδώ και 340 χρόνια» σχολίασε περιχαρής ο Κόνραντ Μουλινό του Πανεπιστημίου Queen Mary του Λονδίνου, επικεφαλής της μελέτης στην επιθεώρηση eLife.

H μεγάλη ανακάλυψη ήρθε κατά λάθος: οι ερευνητές εξέταζαν στο μικροσκόπιο κυανοβακτήρια του γένους Synenhocystis, προσπαθώντας να καταλάβουν πώς αυτοί οι μικροσκοπικοί οργανισμοί, με διάμετρο μόλις 3 μικρόμετρα, μπορούν να κατευθύνονται προς το φως για να μπορούν να φωτοσυνθέτουν.

Τα κυανοβακτήρια είχαν τοποθετηθεί σε μια γυάλινη πλάκα και φωτίζονταν από τη μία πλευρά. Οι ερευνητές πρόσεξαν τότε μικρές φωτεινές κουκκίδες να εμφανίζονται στην αντίθετη πλευρά των βακτηρίων.

Κατάλαβαν τότε ότι η σφαιρική επιφάνεια των κυττάρων λειτουργεί ουσιαστικά ως φακός: το φως συναντά την κυρτή επιφάνεια του κυττάρου, διαθλάται και εστιάζεται στην απέναντι πλευρά. Έτσι, το μόνο που χρειάζεται το κυανοβακτήριο για να βγει στο φως είναι να κινηθεί αντίθετα προς την πλευρά όπου εστιάζεται η εικόνα.

«Εκ των υστέρων φαινόταν πραγματικά προφανές» σχολιάζει ο Μουλινό για την ανακάλυψη.

Τα εντυπωσιακά ευρήματα επιβεβαιώθηκαν όταν οι ερευνητές φώτισαν τα βακτήρια με μια στενή δέσμη λέιζερ: η φωτεινή κουκκίδα που δημιουργούσε η ακτίνα στη μία πλευρά των βακτηρίων τα ανάγκαζε να κινηθούν προς την αντίθετη πλευρά.

Η φωτεινή κουκκίδα που εστιάζεται στην εσωτερική πλευρά της κυτταρικής μεμβράνης γίνεται αντιληπτή από φωτοευαίσθητα μόρια, τα οποία κατευθύνουν την κίνηση του κυανοβακτηρίου.

Τέτοια φωτοευαίσθητα μόρια έχουν ανακαλυφθεί και σε άλλους μονοκύτταρους οργανισμούς που παρουσιάζουν το φαινόμενο της «φωτόταξης», της κίνησης που εξαρτάται από φωτεινά ερεθίσματα.

Η διαφορά είναι ότι τα βακτήρια Synenhocystis δημιουργούν πραγματικό είδωλο, έστω κι αν η εικόνα που βλέπει το «μάτι» τους προσφέρει ανάλυση μόλις 21 μοιρών, συγκριτικά με 0,02 μοίρες στα προηγμένα ανθρώπινα μάτια.

Τα κυανοβακτήρια (κάτω) δημιουργούν ένα αντεστραμμένο είδωλο όπως τα ανθρώπινα μάτια (μέση) Πηγή: eLife

Δεδομένου πάντως ότι το φως έρχεται συνήθως από όλες τις κατευθύνσεις, το πιθανότερο είναι ότι τα κυανοβακτήρια εστιάζουν στο σφαιρικό τοίχωμά τους πανοραμικές εικόνες 360 μοιρών.

Όταν για παράδειγμα τα κυανοβακτήρια φωτίστηκαν από δύο πλευρές ταυτόχρονα έδειξαν να συνεκτιμούν τα ερεθίσματα, κινούμενα προς μια ενδιάμεση κατεύθυνση.

Η ανακάλυψη είναι σημαντική όχι μόνο λόγω του μικρού μεγέθους των κυανοβακτηρίων αλλά και της θέσης τους κοντά στη βάση του εξελικτικού δέντρου. Τα κυανοβακτήρια εμφανίστηκαν πριν από τουλάχιστον 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια και ήταν η πρώτη ομάδα οργανισμών που ανακάλυψε τη φωτοσύνθεση.

Παραπροϊόν της φωτοσύνθεσης αυτής ήταν το μοριακό οξυγόνο, το οποίο σταδιακά αυξήθηκε στην ατμόσφαιρα και επέτρεψε την εμφάνιση των πρώτων ζώων.

Σήμερα, τα κυανοβακτήρια παραμένουν παρόντα σε κάθε είδους υγρό περιβάλλον, και συχνά είναι ορατά ως πράσινη γλίτσα πάνω σε υγρές πέτρες ή όγκους νερού.

Την επόμενη λοιπόν φορά που θα τύχει να δείτε αυτή τη γλίτσα, θυμηθείτε ότι πιθανότατα σας βλέπει κι αυτή.

Βαγγέλης Πρατικάκης

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ