Khuẩn lam, loại vi khuẩn có khả năng thị lực.

Từ lâu, các nhà khoa học đã sớm nhận thấy rằng các vi khuẩn có thể cảm nhận được vị trí của một nguồn ánh sáng và di chuyển về phía đó. Hiện tượng này được gọi là tính hướng sáng (phototaxis). Tuy nhiên, mãi đến tận bây giờ, họ cũng vẫn không thể hiểu bằng cách nào vi khuẩn có thể làm được điều đó.

"Chúng tôi đã tìm ra điều này một cách rất tình cờ. Trong lúc chiếu sáng tập trung một vùng trên đĩa kính để nghiên cứu về đặc tính hướng sáng của khuẩn lam, chúng tôi bất ngờ nhận thấy trong thân tế bào của những vi khuẩn này có một chấm sáng rất đặc biệt.

Toàn bộ cơ thể của tế bào vi khuẩn hoạt động giống như một nhãn cầu vậy. Khi điểm sáng đặc biệt kia hướng về phía nào thì cơ thể chúng liền bơi về phía ấy”. Nhà vi trùng học Conrad Mullineaux đến từ Đại học Queen Mary, London nước Anh kể lại.

Loại khuẩn lam này có tên khoa học là Synechocystis. Chúng được tìm thấy rất nhiều ở các sông và hồ nước ngọt. Toàn bộ cơ quan tế bào của chúng hoạt động tương tự như một thấu kính.

Khi ánh sáng chiếu vào bề mặt hình cầu của tế bào, nó sẽ khúc xạ và tập trung vào một điểm ở mặt phía bên kia của tế bào. Điều này sẽ khiến cho tế bào chuyển động theo hướng ngược lại so với điểm tụ sáng, tức hướng về phía phát ra ánh sáng. Khuẩn lam chuyển động bằng cách sử dụng những chiếc xúc tu nhỏ xíu được gọi là tiêm mao (pili) để đẩy toàn bộ tế bào về phía trước.

Nếu như vậy thì những vi khuẩn này chính là những nhãn cầu nhỏ nhất trên thế giới với kích thước chỉ vào khoảng 3 micromét (tức 0.003 mm) đường kính.

"Quan sát của chúng tôi cho thấy rằng những vi khuẩn này hoàn toàn có đầy đủ những tính chất của một vật thể quang học (optical object)”, Mullineaux cho biết. “Đây là một thiếu sót khá lớn trong lĩnh vực khoa học vì chúng ta đã nghiên cứu các loại vi khuẩn dưới kính hiển vi trong suốt hơn 340 năm qua”.

Phát hiện gây chấn động này cho thấy vi khuẩn có thể có thị lực tương tự như người vì chúng cũng dùng cơ chế thấu kính giống như nhãn cầu của người.

Theo các nhà nghiên cứu, một tế bào Synechocystis có kích thước nhỏ hơn so với mắt người khoảng nửa tỷ lần. Bên cạnh đó, cấu trúc đơn giản của tế bào vi khuẩn khiến cho hình ảnh thế giới quan mà chúng nhìn thấy được sẽ có độ phân giải rất thấp. Điều này có nghĩa chúng chỉ có thể nhìn thấy được cảnh vật một cách mờ ảo với những đường nét cơ bản.

"Các nguyên tắc vật lý trong hoạt động cảm biến ánh sáng của vi khuẩn và thị lực ở động vật tương tự như nhau. Tuy nhiên chúng lại có cấu trúc sinh học khác nhau”, Giáo sư Annegret Wilde đến từ Đại học Freiburg ở Đức giải thích.

Tính hướng sáng có vai trò rất quan trọng đối với vi khuẩn, đặc biệt là loài khuẩn lam. Nếu không có khả năng cảm ứng và di chuyển về phía vùng sáng, những sinh vật này sẽ không thể thực hiện quá trình quang hợp và sinh tồn.

Khuẩn lam đã tồn tại trên Trái đất này từ 2,7 tỷ qua và chưa từng thay đổi hình dạng. Chúng có niên đại lớn hơn rất nhiều so với bất kì loài động vật nào và vì thế chúng là loài vật đầu tiên trên Trái đất có khả năng nhìn thấy mọi thứ xung quanh.