Маҷмӯаҳои митохондрия (зард) дар дохили конусҳои фоторесепторҳои гоферӣ дар тамаркузи дақиқи нури паҳншуда (дурахш аз поён) (шуои кабуд) нақши ғайричашмдошт доранд.Ин рафтори оптикӣ метавонад бинишро тавассути беҳтар кардани пигментҳо дар ҳуҷайраҳои конус дар гирифтани нур самараноктар кунад.
Як магас тавассути массиви микролинзаҳо шуморо мушоҳида мекунад.Шумо саратонро мегардонед, пашшаро дар даст доред ва ба вампир бо чашми хоксорона ва як линзаи худ нигоҳ мекунед.Аммо маълум мешавад, ки шумо метавонед якдигарро бубинед - ва ҷаҳон - бештар аз он ки шумо фикр мекунед.
Тадқиқоте, ки моҳи гузашта дар маҷаллаи Science Advances нашр шуд, нишон дод, ки дар дохили чашми ширхӯрон, митохондрияҳо, органеллҳои ғизодиҳандаи ҳуҷайра метавонанд нақши дуввуми микролинзаро ба ӯҳда гиранд ва ба тамаркузи нур ба фотопигментҳо кӯмак кунанд, ин пигментҳо нурро ба сигналҳои асаб барои мағзи сар табдил медиҳанд. тафсир.Бозёфтҳо шабоҳатҳои аҷиби чашмони ширхӯрон ва чашмони мураккаби ҳашарот ва дигар буғумподро нишон медиҳанд, ки чашмони худи мо мураккабии оптикии ниҳонӣ доранд ва эволютсия як қисми хеле қадимии анатомияи ҳуҷайравии моро барои истифодаи нав пайдо кардааст.
Линзаи пеши чашм нурро аз муҳити атроф ба қабати тунуки бофтаи қафо, ки ретина номида мешавад, равона мекунад.Дар он ҷо ҳуҷайраҳои фоторесепторҳо - конусҳое, ки ҷаҳони моро ранг мекунанд ва асоҳое, ки ба мо дар нури кам ҳаракат мекунанд - нурро азхуд мекунанд ва онро ба сигналҳои асабӣ табдил медиҳанд, ки ба майна мераванд.Аммо фотопигментҳо дар охири фоторесепторҳо, фавран паси бастаи ғафси митохондриалӣ ҷойгиранд.Тартиби аҷиби ин баста митохондрияҳоро ба монеаҳои ба назар нолозим парокандакунандаи нур табдил медиҳад.
Митохондрия "охирин монеа" барои зарраҳои рӯшноӣ мебошанд, гуфт Вей Ли, ходими калони илмии Институти миллии чашм ва муаллифи пешбари ин мақола.Солҳои зиёд олимони биниш ин сохтори аҷиби ин органеллҳоро фаҳмида наметавонистанд - дар ниҳоят, митохондрияҳои аксари ҳуҷайраҳо ба органелли марказии худ - ядро часпидаанд.
Баъзе олимон тахмин мезананд, ки ин чӯбҳо шояд дар дуртар аз он ҷое, ки сигналҳои рӯшноӣ ба сигналҳои асабӣ табдил меёбанд, эволютсия шуда бошанд, ки ин раванди энергияталабест, ки имкон медиҳад энергия ба осонӣ интиқол дода шавад ва ба зудӣ интиқол дода шавад.Аммо баъдан тадқиқот нишон дод, ки фоторесепторҳо ба миқдори зиёди митохондрия барои энергия эҳтиёҷ надоранд - ба ҷои ин, онҳо метавонанд дар раванде бо номи гликолиз, ки дар ситоплазмаи желатинии ҳуҷайра рух медиҳанд, энергияи бештар ба даст оранд.
Ли ва дастаи ӯ дар бораи нақши ин риштаҳои митохондриалӣ тавассути таҳлили ҳуҷайраҳои конуси гофер, як ширхӯри хурд, ки биниши аълои рӯзона дорад, аммо воқеан шабона нобино аст, зеро фоторесепторҳои конуси он номутаносиб калонанд.
Пас аз он ки симулятсияҳои компютерӣ нишон доданд, ки бастаҳои митохондриалӣ метавонанд хосиятҳои оптикӣ дошта бошанд, Ли ва дастаи ӯ таҷрибаҳоро дар объектҳои воқеӣ оғоз карданд.Ли гуфт, ки онҳо намунаҳои тунуки ретинаҳои сутунро истифода бурданд ва аксари ҳуҷайраҳо ба истиснои чанд конус хориҷ карда шуданд, аз ин рӯ онҳо "танҳо як халтаи митохондрия гирифтанд" дар дохили мембрана бодиққат печонида шуданд.
Бо равшан кардани ин намуна ва бодиққат тафтиш кардани он дар зери микроскопи махсуси конфокалӣ, ки аз ҷониби Ҷон Болл, олим дар лабораторияи Ли ва муаллифи пешбари таҳқиқот таҳия шудааст, мо натиҷаи ғайричашмдошт пайдо кардем.Нуре, ки аз нури митохондриалӣ мегузарад, ҳамчун нури дурахшон ва якбора нигаронидашуда пайдо мешавад.Муҳаққиқон аксҳо ва видеоҳое гирифтанд, ки рӯшноӣ тавассути ин микролинзаҳо ба торикӣ ворид мешавад, ки дар он ҷо фотопигментҳо дар ҳайвоноти зинда интизоранд.
Ли мегӯяд, ки бастаи митохондриалӣ на ҳамчун монеа, балки дар расонидани нури ҳарчи бештар ба фоторесепторҳо бо талафоти кам нақши калидӣ мебозад.
Бо истифода аз симулятсияҳо ӯ ва ҳамкасбони ӯ тасдиқ карданд, ки таъсири линза пеш аз ҳама бо худи бастаи митохондриалӣ ба амал меояд, на аз мембранаи атрофи он (ҳарчанд мембрана нақш мебозад).Як чизи аҷиби таърихи табиии гофер инчунин ба онҳо кӯмак кард, то нишон диҳанд, ки шакли бастаи митохондриалӣ барои қобилияти тамаркузи он муҳим аст: дар тӯли моҳҳо гофер дар хоби зимистона бастаҳои митохондриалии он бетартиб ва хурд мешаванд.Вақте ки муҳаққиқон моделсозӣ карданд, вақте ки нур аз бастаи митохондриалии сутуни хобида мегузарад, онҳо дарёфтанд, ки он нурро ба қадри он мутамарказ намекунад, ки он дароз кашида шуда ва ба тартиб дарояд.
Дар гузашта олимони дигар пешниҳод карданд, ки бастаҳои митохондриалӣ метавонанд ба ҷамъоварии нур дар ретина кӯмак расонанд, қайд мекунад Ҷанет Спроу, профессори офтальмология дар Маркази тиббии Донишгоҳи Колумбия.Бо вуҷуди ин, ин фикр аҷиб менамуд: «Баъзе одамоне, ки ба ман монанданд, хандиданд ва гуфтанд: "Биёед, оё шумо дар ҳақиқат ин қадар митохондрия доред, ки нурро роҳнамоӣ кунед?"- ӯ гуфт."Ин воқеан як ҳуҷҷатест, ки инро тасдиқ мекунад ва ин хеле хуб аст."
Ли ва ҳамкасбони ӯ бар ин назаранд, ки он чизе, ки онҳо дар гоферҳо мушоҳида кардаанд, метавонад дар одамон ва дигар приматҳо низ рух диҳад, ки сохтори пирамидаӣ хеле монанд доранд.Онҳо фикр мекунанд, ки он метавонад ҳатто як падидаеро, ки бори аввал дар соли 1933 тавсиф шудааст, шарҳ диҳад, ки эффекти Стайлз-Кроуфорд номида мешавад, ки дар он нуре, ки аз маркази чашмак мегузарад, аз нуре, ки аз кунҷ мегузарад, равшантар ҳисобида мешавад.Азбаски нури марказӣ метавонад бештар ба бастаи митохондриалӣ тамаркуз карда шавад, муҳаққиқон фикр мекунанд, ки он метавонад ба пигменти конус беҳтар тамаркуз карда шавад.Онҳо пешниҳод мекунанд, ки андозагирии эффекти Стайлз-Кроуфорд метавонад дар ошкор кардани барвақти бемориҳои ретиналӣ, ки бисёре аз онҳо ба осеби митохондриалӣ ва тағирот оварда мерасонанд, кӯмак кунад.Гурӯҳи Ли мехост, ки таҳлил кунад, ки чӣ гуна митохондрияҳои бемор нурро ба таври дигар тамаркуз мекунанд.
Ин як "модели зебои таҷрибавӣ" ва кашфи хеле нав аст, гуфт Йиронг Пенг, ёвари профессори офтальмологияи UCLA, ки дар таҳқиқот иштирок накардааст.Ҷолиб хоҳад буд, ки оё ин бастаҳои митохондриалӣ метавонанд дар дохили чӯбҳо барои беҳтар кардани биниши шабона кор кунанд, илова кард Пенг.
Ли гуфт, ҳадди аққал дар конусҳо, ин митохондрияҳо метавонистанд ба микролинзаҳо табдил ёбанд, зеро мембранаҳои онҳо аз липидҳо иборатанд, ки табиатан нурро мешиканад."Ин танҳо беҳтарин мавод барои хусусият аст."
Чунин ба назар мерасад, ки липидҳо ин функсияро дар дигар ҷойҳо дар табиат пайдо мекунанд.Дар паррандагон ва хазандагон сохторҳое, ки қатраҳои равған номида мешаванд, дар ретина ба вуҷуд омадаанд, ки онҳо ҳамчун филтрҳои рангӣ хидмат мекунанд, аммо гумон мекунанд, ки ҳамчун микролинзаҳо, ба монанди бастаҳои митохондриалӣ амал мекунанд.Дар як ҳолати бузурги эволютсияи конвергентӣ, паррандагон дар болои сар давр мезананд, магасҳо дар атрофи сайди зебои инсонии худ садо медиҳанд, шумо инро бо хусусиятҳои оптикии мувофиқ, ки мустақилона инкишоф ёфтаанд, мутолиа мекунед - мутобиқсозӣ, ки тамошобинонро ҷалб мекунад.Дар ин чо олами равшану равшан меояд.
Эзоҳ аз муҳаррир: Йиронг Пенг аз дастгирии идрорпулии Клингенштейн-Симонс, лоиҳае, ки қисман аз ҷониби Бунёди Саймонс дастгирӣ мешавад, дарёфт кард, ки ин маҷаллаи мустақилона таҳриршавандаро низ маблағгузорӣ мекунад.Қарори маблағгузории Бунёди Симмонс ба гузориши мо таъсир намерасонад.
Ислоҳ: 6 апрели соли 2022 Сарлавҳаи тасвири асосӣ дар аввал ранги бастаҳои митохондриалӣ ба ҷои зард бунафш буд.Рангҳои арғувонӣ бо мембранаи атрофи баста алоқаманд аст.
Маҷаллаи Quanta барои пешбурди муколамаи огоҳона, пурмазмун ва мутамаддин баррасиҳоро модератор мекунад.Шарҳҳое, ки таҳқиромез, куфр, худпешбарӣ, гумроҳкунанда, номувофиқ ё аз мавзӯъ дуранд, рад карда мешаванд.Модераторҳо дар соатҳои муқаррарии корӣ (бо вақти Ню-Йорк) боз ҳастанд ва танҳо шарҳҳои бо забони англисӣ навишташударо қабул карда метавонанд.
Вақти фиристодан: 22 август-2022
