Sehsinn: Einzellige Algen sind die kleinsten Augen der Welt
Das Süßwasser-Zyanobakterium Synechocystis ist bloß ein Einzeller – nutzt aber schon das Prinzip des Linsenauges, um sich auf eine Lichtquelle zuzubewegen. Dabei funktioniert sein gesamter Zellkörper als Linse, die das Licht zu einem hellen Fleck auf der rückseitigen Membran bündelt. Wie die Arbeitsgruppe um Nils Schürgers von der Universität Freiburg berichtet, bilden die Algen auf der so beleuchteten Seite fadenartige Anhängsel, so genannte Pili, mit deren Hilfe sie sich dann direkt auf die Lichtquelle zu bewegen. Der Fotosynthese betreibende Organismus sei damit quasi das kleinste bekannte Linsenauge.
Wie Einzeller für sie günstige Orte finden und aufsuchen, ist nur zum Teil geklärt. Bakterien wie E. coli bewegen sich vorwiegend zu wichtigen Nährstoffen, indem sie sich zwar zufällig bewegen, aber bevorzugt in Richtung höherer Konzentration. Wie das Team um Schürgers zeigte, verlässt sich Synechocystis dabei nicht auf diesen so genannten "biased random walk" in einem Helligkeitsgradienten. Wenn das Licht in einer Region des Versuchsaufbaus heller war als in der anderen, bewegten sich die Algen dennoch nach wie vor zufällig. Auch der Schattentrick anderer Einzeller – Chlamydien zum Beispiel besitzen einen Augenfleck, der einen Schatten wirft und so die Richtung weist – ist hier nicht im Spiel, wie das Team zeigen konnte.
Dass die Zellen die Richtung trotzdem sehr genau erkennen können, ist klar: Erschien eine identifizierbare Lichtquelle, schwammen sie sofort darauf zu. Experimente mit Fluoreszenzmarkern enthüllten, dass auf der Zellmembran bei Beleuchtung ein deutlicher Lichtfleck erscheint, an dem sich Synechocystis orientiert. Die Zyanobakterien fühlen sich vom Licht allerdings keineswegs angezogen – der Überlebenstrick beruht vielmehr darauf, dass Synechocystis das Licht meidet. Diese auf den ersten Blick paradoxe Erkenntnis gewannen die Forscher mit Hilfe eines Lasers. Sobald der kohärente Lichtstrahl eine Seite der Zelle trifft, flüchten die Algen aus dem Lichtfeld. Der anziehende Effekt normaler Beleuchtung kommt also tatsächlich nur durch die Linsenwirkung des Zellkörpers zu Stande.
Schreiben Sie uns!
Beitrag schreiben