一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了一種以前未知的視覺(jué)系統(tǒng)技術的開發，這種系統(tǒng)可以讓動(dòng)物在黑暗的深海中保留色覺(jué)研究與應用，過(guò)去人們?cè)J(rèn)為深海動(dòng)物們是色盲。這項(xiàng)研究發(fā)表在2019年5月10日《Science》雜志的封面上更高效。
馬里蘭大學(xué)的生物學(xué)教授全面協議、論文的合著者Karen Carleton說(shuō)：“這是篇研究各種魚(yú)類的論文，并發(fā)現(xiàn)它們的視覺(jué)系統(tǒng)是多么的多樣化和多變具體而言。決定我們眼睛光譜的基因?qū)σ唤M變異基因比較敏感工具，導(dǎo)致視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)化比我們預(yù)期的要快得多智慧與合力。”
脊椎動(dòng)物的眼睛使用兩種感光細(xì)胞——視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞。桿狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞都含有被稱為視蛋白的光敏色素重要的角色，視蛋白吸收特定波長(zhǎng)的光開放要求，并將其轉(zhuǎn)化為電化學(xué)信號(hào)，大腦將其解釋為顏色平臺建設。光感受器細(xì)胞中所表達(dá)的視蛋白的數(shù)量和類型決定了動(dòng)物感知到的顏色記得牢。
在這項(xiàng)新的研究之前，人們認(rèn)為視錐負(fù)責(zé)色覺(jué)不可缺少，視桿負(fù)責(zé)在昏暗的環(huán)境中檢測(cè)亮度蓬勃發展。這項(xiàng)新工作表明情況并非如此。通過(guò)分析101條魚(yú)的基因組積極回應，研究人員發(fā)現(xiàn)有些魚(yú)含有多種視紫質(zhì)，這增加了它們擁有基于視紫質(zhì)的顏色視覺(jué)的可能性又進了一步。
錐細(xì)胞通常含有表達(dá)多種視蛋白的基因多種場景，這就是為什么它們被用于色覺(jué)。但它們不像探測(cè)單個(gè)光子用于低光視覺(jué)的桿細(xì)胞那樣敏感規劃。在99%的脊椎動(dòng)物中擴大公共數據，桿細(xì)胞只表達(dá)一種光敏視蛋白，這意味著絕大多數(shù)脊椎動(dòng)物在弱光條件下是色盲的帶動擴大。
大多數(shù)深海魚(yú)類的視力都遵循同樣的模式核心技術體系，但新研究發(fā)現(xiàn)了一些明顯的例外。通過(guò)分析生活在6500英尺深的淺表層水域的魚(yú)的桿狀和錐狀細(xì)胞中表達(dá)視蛋白的基因持續發展，研究人員發(fā)現(xiàn)13條魚(yú)含有不止一個(gè)視蛋白基因必然趨勢。其中四種，全部是深海魚(yú)類擴大，含有三個(gè)以上的桿狀視蛋白基因多樣性。
引人注目的是銀色洞鰭鯛，令人驚訝的是新格局，它有38種桿視蛋白基因明顯。這比研究人員在其他魚(yú)類的錐細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的視蛋白還多，而且在已知的脊椎動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的視蛋白數(shù)量也是多的（相比之下顯示，人類的視覺(jué)使用四種視蛋白）創新為先。此外，在銀色洞鰭鯛身上發(fā)現(xiàn)的桿狀視蛋白對(duì)不同波長(zhǎng)的光敏感科普活動。
Carleton說(shuō)：“這太令人驚訝了創新延展。這意味著銀色洞鰭鯛的視覺(jué)能力與我們想象的大不相同。那么充足，問(wèn)題是進展情況，這有什么好處的積極性？這些魚(yú)能用這些神奇的不同視蛋白做什么呢？”
Carleton認(rèn)為答案可能與發(fā)現(xiàn)正確的獵物有關(guān)至關重要。長(zhǎng)期以來(lái)使命責任，人們一直認(rèn)為生活在深水中的動(dòng)物不需要色覺(jué)，因?yàn)橹挥兴{(lán)光能穿透600英尺深使用。但是合規意識，盡管沒(méi)有陽(yáng)光，深海并不是沒(méi)有顏色的有效性。許多生活在黑暗中的動(dòng)物通過(guò)生物發(fā)光產(chǎn)生自己的光創新內容。
這項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，在有多條視紫質(zhì)的魚(yú)中廣泛關註，它們的視紫質(zhì)的特定波長(zhǎng)被調(diào)整為與共享它們棲息地的生物發(fā)光生物發(fā)出的光譜重疊善於監督。
Carleton說(shuō)：“這可能是因?yàn)樗鼈兊囊曈X(jué)高度適應(yīng)了它們捕食的不同物種發(fā)出的不同顏色的光。”
值得注意的是就能壓製，有三個(gè)以上桿視蛋白的四種魚(yú)類是不相關(guān)的物種更合理。這表明，基于桿狀細(xì)胞的色覺(jué)可以被認(rèn)為是深水色覺(jué)更優美，它是獨(dú)立多次進(jìn)化各方面，給生存帶來(lái)一些好處。
研究人員說(shuō)成效與經驗，他們的下一步行動(dòng)是將研究范圍擴(kuò)大到其他深海魚(yú)類適應性，并尋找可能進(jìn)化出大量桿視蛋白的銀色洞鰭鯛的淺水親戚。
原文來(lái)源：Vision using multiple distinct rod opsins in deep-sea fishes
（生物通：伍松）
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