Zijn onze ogen begonnen als cyanobacteriën (ook wel blauwwieren of blauwalgen genoemd)? Die bacteriën, die net als planten, zonlicht omzetten in energierijke verbindingen, zijn namelijk lichtgevoelig. Dat is gegeven hun systeem niet verwonderlijk, maar hoe die bacterie dat doet heeft veel weg van de werking van een oog, vonden onderzoekers: het licht op de bolle bacterie wordt geconcentreerd op een punt op de ‘achterkant’ van de cel, net zo als in onze ogen. De cel zelf fungeert als een soort lens.

Cyanobacteriën zouden al zo’n tweeënhalfmiljard jaar op aard rondzwerven, overal waar het maar een beetje vochtig is. Hun energiebron is, zoals gezegd, de zon (=licht). Blauwalgen bewegen zich naar het licht. Dat is al lang bekend. Hoe die lichtgevoeligheid werkt was de geleerden al 300 jaar lang een raadsel. Nu is het een internationale groep onderzoekers gebleken dat die lichtgevoeligheid is gebaseerd op het principe van een lensoog (onder meer ons oog). De cel zou een bacteriële oogbol zijn.
De onderzoekers zijn er nu achter gekomen dat het licht op de ronde cel valt en in de cel wordt geconcentreerd op een punt aan de ‘achterkant’, waardoor orgaantjes aan de buitenkant van de cel worden aangezet in de richting van het licht te bewegen. Hoe deze lichtwaarneming werkt hebben de onderzoekers op vernuftige wijze achterhaald.

Het verhaal begint in de kantine als Conrad Mullinieux van de Queen Mary-universiteit aan Jan Gerrit Korvink van het Karlsruher instituut voor technologie vraagt of hij een methode weet om de brekingsindex in een bacterie te bepalen. In eerste instantie moest hij hem teleurstellen. “Bacteriën met een doorsnede van 3 µm zijn zo klein dat apparatuur om die te meten er niet is, maar de vraag liet me niet los en uiteindelijk kwam ik met een idee.”
De onderzoekers bedekten een schijf silicium van 10 cm met een dunne laag lichtgevoelige polymeer. Die kunststof hardt uit onder invloed van uv-licht. Vervolgens werden enkele blauwalgen op de polymeerlaag gezet en werd de schijf belicht met uv-licht. Korvink: “Overal waar geen bacteriën zaten hardde de polymeer gelijkmatig uit, maar op de plaatsen waar de bacteriën zaten werd het licht geconcentreerd.” Uit de waarnemingen vielen de convergentie-eigenschappen van de cyanobacteriën te berekenen.
Nader onderzoek leerde dat de afzonderlijke bacteriën daadwerkelijk het licht bundelen als petieterige oogbollen. Korvink: “Cyanobacteriën zijn de oudst bekende organismen die gevonden zijn in fossielen. In weliswaar primitieve vorm functioneren die cellen als een kleine oogbol. Misschien was het de eerste keer in de evolutie dat met de ontwikkeling van de cyanobacteriën ook een lensoog voor lichtwaarneming is ontstaan, dat volgens dat principe werkt. Een spannende gedachte.”

Bron: bdw