Naukowcy, których badania finansowane są ze środków unijnych, odkryli, w jaki sposób pojedyncze komórki glonów zmieniają kierunek w czasie pływania. Wykorzystali ultra szybką kamerę, aby badać ruch wici – przydatków podobnych do włosów, które są wykorzystywane przez jednokomórkowy gatunek glonów, zwany Chlamydomonas reinhardtii, do poruszania się w wodzie.
Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Science, zostały w części sfinansowane z projektu CYCLOSIS (Biofizyka ruchu cytoplazmy u Chara corallina), sfinansowanego z programu „Ludzie” Siódmego Programu Ramowego (7PR).
Odkrycia mają istotne znaczenie, ponieważ wici występują u wielu organizmów i de facto są niemal identyczne z rzęskami na komórkach w organizmie człowieka. Koordynacja rzęsek czy wici ma kluczowe znaczenie dla wielu ważnych procesów, w tym ruchu, czucia, rozwoju i transport płynów w układzie oddechowym. Niemniej sposób, w jaki te struktury kontrolują poruszanie się jest prawie nieznany.
Podczas ostatnich badań naukowcy odkryli, że glony wyposażone są w dwa odrębne „biegi”. Przez większość czasu ruchy wici komórki są synchronicznie, co wygląda tak, jakby komórka pływała stylem klasycznym. Wtedy porusza się w linii prostej. Jednakże, co kilka sekund, wici poruszają się asynchronicznie, wywołując gwałtowną zmianę kierunku.
Analiza matematyczna ruchu pokazuje, że dwie wici są „sprzężonymi oscylatorami”, które synchronizują swój ruch w sposób podobny do migania świetlików lub „meksykańskiej fali” na stadionie. Zdaniem naukowców sprzężenie jest efektem przepływu płynu wywołanego ruchem wici. Badania te przynoszą pierwszy, bezpośredni dowód na to, że synchronizacja jest wywoływana przez interakcje hydrodynamiczne.
„Wyniki pokazują, że synchronizacja wici jest znacznie bardziej złożonym zagadnieniem, niż dotychczas sądzono i wiąże się z wrażliwą współzależnością regulacji komórkowej, hydrodynamiki i zakłóceń biochemicznych” – zauważa profesor Raymond Goldstein z Wydziału Matematyki Stosowanej i Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Cambridge w Wlk. Brytanii.
W powiązanym artykule, Roman Stocker i William Durham z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w USA rozważają czy „zygzakowaty” ruch C. reinhardtii może pomagać glonom w wymykaniu się drapieżnikom.
Więcej informacji:
Science:
http://www.sciencemag.org
Uniwersytet Cambridge:
http://www.cam.ac.uk/
Film wideo o pływających glonach można znaleźć tutaj:
http://www.vimeo.com/5592484
Kategoria: Wyniki projektów
Źródło danych: Science; Uniwersytet Cambridge
Referencje dokumentu: Polin, M. et al. (2009) Chlamydomonas swims with two ‚gears’ in a eukaryotic version of run-and-tumble locomotion. Science 325: 487-490. DOI: 10.1126/science.1172667
Indeks tematyczny: Koordynacja, wspólpraca; Nauki biologiczne; Badania Naukowe
