Bundles vu Mitochondrien (giel) bannent Gopher Photoreceptor Kegel spillen eng onerwaart Roll bei méi präzis Fokus vun diffusem Liicht (Glühwäin vun ënnen) (bloe Strahl).Dëst opteschen Verhalen kann d'Visioun verbesseren andeems d'Pigmenter an de Kegelzellen méi effizient maachen fir d'Liicht opzehuelen.
Eng Moustique kuckt Iech duerch eng Mikrolense-Array.Dir dréit de Kapp, hält de Flyswatter an Ärer Hand, a kuckt de Vampir mat Ärem bescheidenen, eenzegen Aen.Awer et stellt sech eraus datt Dir géigesäiteg gesinn - an d'Welt - méi wéi Dir denkt.
Eng Etude, déi de leschte Mount an der Zäitschrëft Science Advances publizéiert gouf, huet festgestallt, datt am Mamendéieren Auge, Mitochondrien, Zell-nährend Organelle, eng zweet Mikrolense Roll kënnen iwwerhuelen, hëllefen d'Liicht op Photopigmenter ze fokusséieren, dës Pigmenter konvertéieren d'Liicht an d'Nerve-Signaler fir d'Gehir. interpretéieren.D'Resultater weisen opfälleg Ähnlechkeeten tëscht Mamendéieren Aen an de Verbindungen Ae vun Insekten an aner Arthropoden, suggeréiert datt eis eegen Aen latent optesch Komplexitéit hunn an datt d'Evolutioun e ganz antike Bestanddeel vun eiser cellulärer Anatomie gemaach huet fir nei Uwendungen ze fannen.
D'Objektiv op der viischter Säit vum Auge fokusséiert d'Liicht aus der Ëmwelt op eng dënn Schicht Tissu am Réck, genannt Netzhaut.Do absorbéieren Fotorezeptorzellen - d'Kegel, déi eis Welt faarwen an d'Stäben, déi eis hëllefen a wéineg Liicht ze navigéieren - Liicht absorbéieren an et an neural Signaler ëmsetzen, déi an d'Gehir goen.Awer Fotopigmente sinn um Enn vun de Fotorezeptoren, direkt hannert dem décke Mitochondriale Bündel.Déi komesch Arrangement vun dësem Bündel verwandelt d'Mitochondrien an anscheinend onnéideg Liichtverstreegend Hindernisser.
Mitochondrien sinn déi "läscht Barrière" fir Liichtpartikelen, sot de Wei Li, Senior Fuerscher am National Eye Institute a Lead Autor vum Pabeier.Fir vill Jore konnten d'Visiounswëssenschaftler dës komesch Arrangement vun dësen Organelle net verstoen - schliisslech hänken d'Mitochondrien vun de meeschte Zellen un hir zentral Organelle - de Kär.
E puer Wëssenschaftler hu virgeschloen datt dës Strahlen net wäit ewech evoluéiert hunn, wou d'Liichtsignaler an neural Signaler ëmgewandelt ginn, en energieintensive Prozess deen et erlaabt datt d'Energie liicht gepompelt a séier geliwwert gëtt.Awer dunn huet d'Fuerschung ugefaang ze weisen datt Photoreceptoren net sou vill Mitochondrien fir Energie brauchen - amplaz kënne se méi Energie kréien an engem Prozess genannt Glykolyse, deen am gelatinösen Zytoplasma vun der Zell geschitt.
Lee a säin Team hunn iwwer d'Roll vun dëse mitochondrialen Trakter geléiert andeems se d'Kegelzellen vun engem Gopher analyséiert hunn, e klengt Mamendéieren dat exzellent Dagvisioun huet awer tatsächlech an der Nuecht blann ass well seng Kegelfotorezeptoren onproportional grouss sinn.
Nodeems Computersimulatioune gewisen hunn datt mitochondrial Bündel optesch Eegeschaften hunn, hunn Lee a seng Team Experimenter op realen Objeten ugefaang.Si hunn dënn Proben vun Kaweechelchen Netzhaut benotzt, an déi meescht vun den Zellen goufen ausser e puer Kegel ewechgeholl, sou datt se "just eng Täsch Mitochondrien" an enger Membran gepackt hunn, sot de Lee.
Andeems Dir dës Probe beliicht an suergfälteg ënnersicht ënner engem spezielle konfokale Mikroskop entworf vum John Ball, engem Wëssenschaftler am Lee Labo a Lead Autor vun der Studie, hu mir en onerwaart Resultat fonnt.Liicht, dat duerch de Mitochondriale Strahl passéiert, erschéngt als e helle, schaarf fokusséierte Strahl.D'Fuerscher hunn Fotoen a Videoe vu Liicht gemaach, déi d'Däischtert duerch dës Mikrolënse penetréieren, wou Photopigmente bei liewegen Déieren waarden.
De mitochondriale Bündel spillt eng Schlësselroll, net als Hindernis, mee fir sou vill Liicht wéi méiglech un d'Fotorezeptoren mat minimalem Verloscht ze liwweren, seet Li.
Mat Hëllef vun Simulatiounen hunn hien a seng Kollegen bestätegt, datt de Lenseffekt virun allem vum Mitochondriale Bündel selwer verursaacht gëtt, an net vun der Membran ronderëm (obwuel d'Membran eng Roll spillt).E Quirk vun der Naturgeschicht vum Gopher huet hinnen och gehollef ze weisen datt d'Form vum Mitochondriale Bündel kritesch ass fir seng Fäegkeet ze fokusséieren: während de Méint de Gopher Wanterschlof, seng mitochondrial Bündel ginn ongewollt a schrumpfen.Wéi d'Fuerscher modelléiert hunn wat geschitt wann d'Liicht duerch de Mitochondriale Bündel vun engem schlofende Kaweechelchen passéiert, hu se festgestallt datt et d'Liicht net sou vill konzentréiert wéi wann et ausgestreckt an héich bestallt ass.
An der Vergaangenheet hunn aner Wëssenschaftler virgeschloen datt mitochondrial Bündel hëllefe kënnen d'Liicht an der Netzhaut sammelen, bemierkt d'Janet Sparrow, Professer fir Ophtalmologie am Columbia University Medical Center.Allerdéngs war d'Iddi komesch: "E puer Leit wéi ech hunn gelaacht a gesot: 'Komm, hutt Dir wierklech sou vill Mitochondrien fir d'Liicht ze guidéieren?"- sot si."Et ass wierklech en Dokument dat et beweist - an et ass ganz gutt."
Lee a seng Kollegen gleewen datt dat wat se an de Gopheren observéiert hunn och bei Mënschen an aner Primaten geschéie kéint, déi eng ganz ähnlech pyramidesch Struktur hunn.Si mengen, et kéint souguer e Phänomen erklären, dee fir d'éischt am Joer 1933 beschriwwe gouf, genannt Stiles-Crawford Effekt, an deem d'Liicht, déi duerch d'Mëtt vum Pupill passéiert, méi hell ugesi gëtt wéi d'Liicht, deen ënner engem Wénkel passéiert.Well dat zentrale Liicht méi op de Mitochondriale Bündel konzentréiert ka sinn, denken d'Fuerscher datt et besser op de Kegelpigment konzentréiert ka ginn.Si suggeréieren datt d'Messung vum Stiles-Crawford Effekt bei der fréizäiteger Detektioun vu Netzhauterkrankungen hëllefe kéint, vill vun deenen zu Mitochondrial Schued a Verännerungen féieren.Dem Lee säin Team wollt analyséieren wéi krank Mitochondrien d'Liicht anescht fokusséieren.
Et ass e "schéinen experimentellen Modell" an eng ganz nei Entdeckung, sot de Yirong Peng, en Assistent Professer fir Ophtalmologie op der UCLA, deen net an der Studie involvéiert war.Et wäert interessant sinn ze gesinn ob dës mitochondrial Bündel och bannen Staang funktionéiere kënnen fir Nuetsvisioun ze verbesseren, huet Peng bäigefüügt.
Op d'mannst a Kegel kënnen dës Mitochondrien a Mikrolënse evoluéiert hunn, well hir Membranen aus Lipiden besteet, déi natierlech Liicht briechen, sot Lee."Et ass einfach dat bescht Material fir d'Feature."
Lipiden schéngen dës Funktioun och soss anzwousch an der Natur ze fannen.Bei Villercher a Reptilien hunn Strukturen, déi Uelegdrëpsen genannt ginn, an der Netzhaut entwéckelt, déi als Faarffilter déngen, awer och als Mikrolënse funktionnéieren, sou wéi Mitochondrial Bündel.An engem grousse Fall vu konvergenter Evolutioun, Villercher déi iwwer de Kapp kreesen, Moustiquen, déi ronderëm hir herrlech mënschlech Viraussiicht schwammen, liest Dir dëst mat passenden opteschen Features, déi onofhängeg evoluéiert hunn - Adaptatiounen déi Zuschauer unzéien.Hei kënnt eng kloer an hell Welt.
Redaktiounsnotiz: Yirong Peng krut d'Ënnerstëtzung vum Klingenstein-Simons Fellowship, e Projet deen deelweis ënnerstëtzt gëtt vun der Simons Foundation, déi och dës onofhängeg editéiert Magazin finanzéiert.D'Finanzéierungsentscheedung vun der Simmons Foundation beaflosst net eis Berichterstattung.
Korrektur: 6. Abrëll 2022 Den Titel vum Haaptbild huet am Ufank falsch d'Faarf vun de mitochondriale Bündel als purpur amplaz giel identifizéiert.Purple Faarf ass mat der Membran ëm de Bündel verbonnen.
Quanta Magazin moderéiert Rezensiounen fir en informéierten, sënnvollen an ziviliséierten Dialog ze förderen.Kommentarer déi offensiv, blasphemesch, Selbstpromotioun, irféierend, inkohärent oder off-Thema sinn, ginn ofgeleent.Moderatore si während normalen Aarbechtszäiten op (New York Zäit) a kënnen nëmmen Kommentarer op Englesch schreiwen.
Post Zäit: Aug-22-2022
