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        科學(xué)家發(fā)現(xiàn)粘液形成的細(xì)菌充當(dāng)光學(xué)物體
        
			
        
				2019-01-30 09:42:29
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        經(jīng)過300多年的研究，科學(xué)家們已經(jīng)找到了細(xì)菌如何“看到”他們的世界。他們以非常類似的方式對待我們。一組英國和德國研究人員在eLife期刊中揭示了細(xì)菌細(xì)胞如何充當(dāng)微觀眼球或世界上最古老和最小的相機(jī)眼睛。倫敦瑪麗女王大學(xué)(QMUL)QMUL生物和化學(xué)科學(xué)學(xué)院的微生物學(xué)教授Conrad Mullineaux說：“ 細(xì)菌能夠以與我們基本相同的方式看待自己的世界，這一想法非常令人興奮。”
        

        科學(xué)家發(fā)現(xiàn)粘液形成的細(xì)菌充當(dāng)光學(xué)物體
        

        藍(lán)藻在水體中大量存在，或者可以在巖石和鵝卵石上形成光滑的綠色薄膜。該研究中使用的物種Synechocystis天然存在于淡水湖泊和河流中。藍(lán)藻在大約27億年前進(jìn)化，它們能夠利用太陽能 - 光合作用產(chǎn)生氧氣并固定二氧化碳這一事實(shí)被認(rèn)為造成了大規(guī)模滅絕和已知最古老的冰河時代。
        

        由于光合作用對這些細(xì)菌的存活至關(guān)重要，科學(xué)家們一直試圖了解它們?nèi)绾胃兄?。以前的研究表明它們包含光電傳感器，它們能夠感知光源的位置并向它移動，這種現(xiàn)象稱為趨光性。
        

        目前的研究表明他們能夠做到這一點(diǎn)，因為細(xì)胞體就像一個鏡頭。當(dāng)光線照射到球形表面時，它會折射到電池另一側(cè)的一個點(diǎn)上。這會觸發(fā)細(xì)胞遠(yuǎn)離聚焦點(diǎn)的移動。
        

        幾分鐘之內(nèi)，細(xì)菌就會形成一種叫做菌毛的微小觸手狀結(jié)構(gòu)，伸向光源。當(dāng)它們附著在它們所在的表面上時，它們會收縮并拉動細(xì)菌。“細(xì)菌對光的反應(yīng)這一事實(shí)是對其行為最古老的科學(xué)觀察之一，”Mullineaux說。“事后我們觀察到細(xì)菌是光學(xué)物體是非常明顯的，但是在我們看到它之前我們從未想過它。而且在其他人之前沒有人注意到它，盡管事實(shí)上科學(xué)家們一直在顯微鏡下研究細(xì)菌。 340年，“他說。
        

        集胞藻(Synechocystis)可作為球面鏡片，但研究小組認(rèn)為，桿狀細(xì)菌也可以捕獲光線并通過折射來感知它的來源，就像光纖一樣。
        

        這些發(fā)現(xiàn)很可能是細(xì)菌與更復(fù)雜的多細(xì)胞生物(包括動物和人類)之間趨同進(jìn)化的一個例子。
        

        “ 由細(xì)菌感知光的物理原理和動物中更復(fù)雜的視覺是相似的，但生物結(jié)構(gòu)是不同的，”共同作者弗萊堡大學(xué)的Annegret Wilde說。
        

        集胞藻細(xì)胞比人眼小約五億十億倍。與人眼中的視網(wǎng)膜一樣，細(xì)胞后部的圖像將顛倒。但它的分辨率會低得多，因此只能看到任何物體的模糊輪廓。光學(xué)物體區(qū)分精細(xì)細(xì)節(jié)的能力由“角度分辨率”確定。在人眼中，這是令人印象深刻的0.02度。該團(tuán)隊估計，在Synechocystis中，它大約是21度。
        
			

			
          
        
			
        
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