چشمک می زند روشن هنگامی که فشرده تنگ: چگونه تک سلولی موجودات نور تا اقیانوس

تحقیقات توضیح می دهد که چگونه یک تک سلولی دریایی ارگانیسم تولید نور به عنوان یک پاسخ به مکانیکی تحریک نور شکستن امواج در شب.

هر چند سال یک شکوفه از موجودات میکروسکوپی به نام dinoflagellates تبدیل سواحل در سراسر جهان توسط endowing شکستن امواج با وهم آور, آبی, تب و تاب بودن. در این سال های دیدنی و جذاب بلوم در جنوب کالیفرنیا به خصوص قابل توجه به عنوان مثال. در یک مطالعه جدید منتشر شده در مجله Physical Review Lettersمحققان شناسایی زمینه فیزیک است که منجر به تولید نور در یک گونه از این موجودات.

این تیم بین المللی به رهبری دانشگاه کمبریج توسعه تجربی منحصر به فرد ابزار بر اساس micromanipulation و با سرعت بالا تصویربرداری به تجسم نور تولید در واحد سطح سلول. آنها نشان دادند که چگونه یک تک سلولی موجود زنده از گونههای Pyrocystis lunula تولید یک فلش از نور هنگامی که آن دیواره سلولی است که تغییر شکل توسط نیروهای مکانیکی. از طریق سیستماتیک آزمایش های آنها نشان داد که روشنایی فلش بستگی دارد هر دو در عمق تغییر شکل و سرعت که در آن تحمیل شده است.

شناخته شده به عنوان 'viscoelastic' پاسخ این رفتار است که در بسیاری از مجتمع مواد مانند مایعات با به حالت تعلیق در پلیمرها. در مورد موجودات زنده مانند Pyrocystis lunula شناخته شده به عنوان dinoflagellates این مکانیسم است که به احتمال زیاد مربوط به کانال های یونی است که در حال تخصصی پروتئین های توزیع شده در غشای سلولی. هنگامی که غشاء است تاکید کرد این کانال های باز اجازه می دهد کلسیم برای حرکت بین محفظه در سلول تحریک بیوشیمیایی آبشار است که تولید نور است.

"با وجود دهه از تحقیقات علمی در درجه اول در زمینه بیوشیمی فیزیکی مکانیسم است که توسط آن جریان سیال باعث تولید نور باقی مانده است معلوم نیست" گفت: پروفسور ریموند E. گلدشتاین این Schlumberger استاد پیچیده فیزیکی سیستم های در گروه ریاضی کاربردی و فیزیک نظری که رهبری این پژوهش است.

"یافته های ما نشان می دهد مکانیسم فیزیکی که توسط جریان سیال باعث تولید نور و نشان می دهد که چگونه ظریف تصمیم گیری را می توان در یک تک سلول سطح" گفت: دکتر مازیار Jalaal این مقاله نویسنده اول.

تابی شده است از علاقه به نوع بشر برای هزاران سال به عنوان آن قابل مشاهده است به عنوان تب و تاب شب شکستن امواج در اقیانوس و یا جرقه از کرم شب تاب در جنگل. بسیاری از نویسندگان و فلاسفه نوشته شده است در مورد تابی از ارسطو به شکسپیر که در هملت نوشت: در مورد 'uneffectual آتش' از تب و تاب بودن-worm; یک مرجع به تولید نور بدون گرما:

"...

به خراش و او را نیش. کرایه تو را به خوبی در یک بار.

این glowworm نشان می دهد که متین به نزدیک

و 'gins به رنگ پریده او uneffectual آتش.

خدا نگهدار خدا نگهدار خدا نگهدار. من به یاد داشته باشید."

روی تابی در اقیانوس است اما نه 'uneffectual.' در مقابل آن استفاده می شود برای دفاع از جرم و جفت گیری. در مورد dinoflagellates آنها با استفاده از نور تولید برای ترساندن شکارچیان.

نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که زمانی که تغییر شکل دیواره سلولی کوچک است شدت نور کوچک است مهم نیست که چگونه به سرعت دندانه دار ساخته شده است و آن نیز کوچک زمانی که دندانه است بزرگ اما کاربردی به آرامی. تنها زمانی که هر دو دامنه و میزان این است که شدت نور حداکثر. گروه طراحی و توسعه یک مدل ریاضی است که قادر به توضیح این مشاهدات به لحاظ کمی و آنها نشان می دهد که این رفتار می تواند به عنوان یک فیلتر برای جلوگیری از الکی چشمک می زند نور از بودن باعث شده است.

در این میان محققان برنامه ای برای تجزیه و تحلیل بیشتر به لحاظ کمی توزیع نیروها بیش از کل سلول های جریان سیال یک گام به سوی درک نور پیش بینی در زمینه دریایی.

دیگر اعضای این تیم تحقیقاتی بودند پژوهشگر فوق دکترا Hélène de Maleprade بازدید دانش آموزان نیکو Schramma از موسسه ماکس پلانک برای پویایی و خود سازمان در گوتینگن آلمان و آنتوان Dode از Ècole Polytechnique در فرانسه و استاد مدعو کریستف Raufaste از Institut de Physique de Nice, France.

این کار با حمایت دریایی میکروبیولوژی ابتکار گوردون و بتی مور بنیاد Schlumberger صندلی, صندوق, ملی فرانسه آژانس تحقیقاتی و ولکام تراست.

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.