Zobacz, jak jednokomórkowe oświetlają oceany: naukowcy rozumieją, jak to się dzieje

Co kilka lat mikroskopijne organizmy zwane bruzdnicami rozwijają się i przekształcają

wybrzeża na całym świecie, nadając falom niesamowity niebieski blask. Tegoroczny spektakularny rozkwit tych organizmów miał miejsce w południowej Kalifornii i był szczególnie uderzającym przykładem.

Międzynarodowy zespół kierowany przez CambridgeUniversity opracował unikalne instrumenty eksperymentalne oparte na mikromanipulacji i obrazowaniu z dużą prędkością. Umożliwiło to naukowcom zobaczenie mechanizmów produkcji światła na poziomie poszczególnych komórek. Wizualizacje pokazały, jak jednokomórkowy organizm z gatunku Pyrocystis lunula wytwarza błysk światła, gdy jego ściana komórkowa jest deformowana przez siły mechaniczne. Poprzez systematyczne eksperymenty odkryli, że jasność błysku zależy zarówno od głębokości odkształcenia, jak i szybkości, z jaką się pojawia.

Naukowcy pokazali, jak jednokomórkowyorganizm z gatunku Pyrocystis lunula wytwarza błysk światła, gdy jego ściana komórkowa zostaje zdeformowana przez siły mechaniczne. Poprzez systematyczne eksperymenty odkryli, że jasność błysku zależy zarówno od głębokości odkształcenia, jak i szybkości, z jaką się pojawia. Źródło: Maziyar Jalaal / University of Cambridge

Znana jako odpowiedź „lepkosprężysta”zachowanie występuje w wielu złożonych materiałach, takich jak ciecze z zawieszonymi polimerami. W przypadku organizmów takich jak Pyrocystis lunula, zwanych bruzdnicami, mechanizm ten jest najprawdopodobniej związany z kanałami jonowymi. Są to specjalne białka rozmieszczone w błonie komórkowej. Kiedy membrana jest obciążona, kanały te otwierają się, umożliwiając przepływ wapnia między komórkami w komórce. To uruchamia kaskadę biochemiczną, która wytwarza światło.

Pomimo dziesięcioleci badań naukowych, głównie w dziedzinie biochemii, fizyczny mechanizm, dzięki któremu przepływ płynu powoduje wytwarzanie światła, pozostaje niejasny.

Raymond Goldstein, profesor złożonych układów fizycznych na Wydziale Matematyki Stosowanej Schlumbergera

Wyniki naukowców pokazują mechanizm fizycznyz którym przepływ płynu rozpoczyna produkcję światła. Ponadto wizualizacje pokazują, jak „eleganckie” może być podejmowanie decyzji w pojedynczej komórce - twierdzą naukowcy.

Bioluminescencja w oceanie służy do obrony przed atakiem i bierze udział w procesie godowym. W przypadku bruzdnic używają światła do odstraszania drapieżników.

Czytaj także

Niemcy stały się pierwszą dużą gospodarką, która porzuciła węgiel i energię jądrową

Okazało się, że cywilizacja Majów opuściła swoje miasta

Spójrz na nagie jądro gigantycznej planety: naukowcy odkryli coś takiego po raz pierwszy