בשנה שעברה (2015) התפרסם מאמר שחשף יצור חד תאי אאוקריוטי (בעל גרעין) שמתפקד כמו עין מורכבת. העין עשויה מאברונים שבמקור היו מיטוכונדריה, שהוא אברון המפיק את רוב האנרגיה בתאים אאוקריוטים – כמו אצל בני אדם, ומכלורופלסט, אברון המבצע את תהליך הפוטוסינתזה בצמחים. גודלה של העין הזו 10-7 מיקרון (מיליונית המטר). אם המחקר הזה לא היה מספיק מדהים, באחרונה התפרסם מאמר שחושף את העין הקטנה והקדומה ביותר הידועה לאדם.
העין הזו התגלתה אצל ציאנובקטריה (cyanobacteria), שהיא מערכה (Phylum) בתוך על-ממלכת (Domain) החיידקים האמיתיים. חיידקים אלה מפיקים אנרגיה באמצעות פוטוסינתזה, והם עושים זאת כבר הרבה יותר זמן מכל צמח או אצה. בתוך מערכה זו קיים סוג (Genus) בשם Synechocystis שהוא מושא המחקר הנוכחי.
במחקר החדש נמצא שהחיידקים האלה משתמשים בכל גופם, שגודלו 3-2 מיקרון בלבד, כעין לכל דבר. קרום התא שלהם מכוסה גלאי אור (photoreceptors) והם מנצלים את צורת התא העגלגלה שלהם כמיקרו עדשה על מנת למקד את האור המגיע מכיוון אחד ולהטיל אותו על קרום התא שנמצא בצד המנוגד לו. אם נשווה זאת לעין האנושית, קרומי התא והתא בצד שממנו מגיע האור מקבילים לקרנית ולעדשה, מרכז התא מקביל לחלל העין שלנו, וקרום התא המרוחק מהצד שממנו מגיע האור מקביל לרשתית שלנו.
החוקרים השתמשו במיקרוסקופ אור וראו שאצל כל החיידקים הופיעה נקודה מוארת באותו המקום בדיוק על הקרום – והמקום הזה היה מנוגד לכיוון שממנו הגיעה האור. החיידקים חשו את הכיוון שממנו מגיע האור ונעו אליו כדי לשפר את הפוטוסינתזה ולהפיק אנרגיה רבה יותר.
כדי להוכיח שזה לא היה מקרי ושהחיידקים אינם מזהים את כיוון האור באמצעים אחרים, החוקרים היתלו בהם והקרינו על קרום התא בעזרת קרן לייזר ממוקדת שלא עברה דרך התא עצמו. באופן הזה הם ביטלו את פעולת המיקוד של גוף החיידק ובדקו רק את פעולת ה"רשתית" החיידקית. בפעם הזו החיידקים לא נעו לכיוון קרן הלייזר אלא בכיוון הפוך; זה קרה מפני שהם "יודעים" שאור ממוקד על קרום התא ה"שמאלי" שלהם הוא סימן לכך שהאור מגיע מצד "ימין", וזה הכיוון שאליו הם צריכים לנוע.
החוקרים הסיקו שהחיידקים יכולים לזהות כמה מקורות אור שונים בו זמנית, אם הם רחוקים מספיק זה מזה. העין האנושית עושה שימוש בכ-100 מיליון תאים רגישים לאור ונפחה גדול פי 500 מיליארד מהנפח של תא חיידק זה. כושר ההבחנה (הרזולוציה) שאליו החיידקים יכולים להגיע אמנם פחות טוב פי 1,000 מזה שלנו, אבל זה הישג מרשים לעין המורכבת מתא אחד בלבד.
התגלית הזו יכולה להוביל לפיתוח מצלמות או גלאי אור זעירים ורגישים, מה שמוביל שוב למסקנה שחיידקים הם אמנם זעירים אבל חשובים מאוד.
בסרטון הזה אפשר לראות את החיידקים מזהים את כיוון האור ונעים אליו.
לקריאת המאמר המקורי שהתפרסם באתר eLife לחצו כאן
רוצים גישה חופשית למערכי שיעור ופעילויות נלוות הקשורות לסיפור זה?
הרשמה בחינם