生活在黑暗中,科学家表示生活在深海中的鱼可

作者: 宝马娱乐登录网址  发布:2019-09-07

计算机模拟和对视杆蛋白的功能分析显示,深海鱼类的多个视杆蛋白基因中,每一个都适应特定波长的光,总体上正好覆盖了海洋生物器官自行发光的波长范围。研究人员说,这使深海鱼类能更敏锐地察觉猎物和捕食者,是一种进化优势。

瑞士巴塞尔大学、澳大利亚昆士兰大学等机构研究人员分析了101种鱼类的基因组,发现有13种硬骨鱼拥有多个视杆蛋白基因。其中银色洞鳍鲷拥有多达38个视杆蛋白基因和两个视椎蛋白基因,这使它成为已知视蛋白基因数量最多的脊椎动物。

还有近几年广受欢迎的墨西哥脂鲤,根本没有眼睛……生活在水底的洞穴中,从不挑食,什么东西掉进洞穴里,它就吃什么,因此也被称为blind cave fish。研究人员认为,就是因为洞穴里的食物稀缺,墨西哥脂鲤才不得不牺牲掉了会消耗大量能量的眼睛。反正洞里黑,也不怎么用。

视锥细胞在强光条件下工作,视杆细胞在弱光条件下工作。两者都有一种叫做视蛋白的光敏蛋白质,能吸收特定波长的光,这种蛋白质可以对一系列颜色敏感。研究小组说,99%的脊椎动物在他们的视杆细胞只有一种视蛋白,这使得它们在昏暗的光线下成为色盲。

瑞士巴塞尔大学、澳大利亚昆士兰大学等机构的研究人员分析了101种鱼类的基因组,发现有13种硬骨鱼拥有多个视杆蛋白基因。其中银色洞鳍鲷拥有多达38个视杆蛋白基因和两个视椎蛋白基因,这使它成为已知视蛋白基因数量最多的脊椎动物。

图为拥有彩色视觉的黑银眼鲷。这种鱼生活在海面2000米以下的深海。(图片来源于《科学》杂志)

生物学家通过视蛋白的氨基酸排序推测出这些视蛋白对应的敏感波长,结果发现,银色洞鳍鲷体内的RH1基因有24处突变,使其能看见窄范围的蓝色和绿色光,而这也正是深海微生物的发光光谱。

为了在这种深度生存,鱼需要能够看到潜在的捕食者或猎物,因为在这些深度的大多数光是生物发光。在深处有许多颜色的生物发光,能够看到多种颜色将有助于鱼看到捕食者或猎物并相应地做出反应。

深海鱼类拥有彩色视觉

计算机模拟和对视杆蛋白的功能分析显示,深海鱼类多个视杆蛋白基因中,每个都适应特定波长的光,总体上正好覆盖了海洋生物器官自行发光的波长范围。研究人员说,这使深海鱼类能更敏锐地察觉猎物和捕食者,是一种进化优势。

上图中,彩色的小短线代表不同种类的视锥细胞视蛋白,分别是感红视锥细胞、感绿视锥细胞、感蓝视锥细胞以及对紫外线敏感的视锥细胞。而黑色小短线代表的是视杆细胞视蛋白。大家都是只有1、2个黑色小短线,唯独被圈出来的4位,拥有很多条。

生活在水面以下200到1500米的深海鱼类也不例外。科学家们说,在那些深度,鱼通常只能看到蓝光。但是,也有一些例外。在研究101种鱼类的基因组时,科学家们发现了13种拥有一个以上杆状视蛋白基因的鱼类。其中,一种银色的spinyfin鱼,有38种视蛋白。该鱼的基因测序发现,银色的spinyfins能够捕获各种波长的光,这意味着它们可能会看到许多颜色。人们认为这种视觉已经进化成一种生存武器。

脊椎动物靠视锥细胞和视杆细胞产生视觉。视锥细胞里的多种视椎蛋白在明亮环境下工作,感知不同波长的光,产生彩色视觉;视杆细胞里通常只有一种视杆蛋白——视紫红质,负责在阴暗环境下工作,产生单色视觉,因此多数脊椎动物在夜间是色盲。

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由于这4种视力超常的深海鱼分属于鱼类3个不同的进化分枝,这意味着超级视力可以独立进化。看来,视觉退化并不是黑暗中唯一的选择,生活在极端光线环境中的动物也能承受同样极端的自然选择压力,提高视觉感知能力。

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新华社北京5月13日电在黑漆漆的深海里,有些鱼类非但不是瞎子,反而有着高灵敏度的彩色视觉。一个国际研究团队日前在新一期美国《科学》杂志上发表论文说,部分深海鱼类能在阴暗环境中拥有彩色视觉,让鱼类能感知深海里的残余光线以及生物体发出的光。

脊椎动物靠视锥细胞和视杆细胞产生视觉。视锥细胞里的多种视椎蛋白在明亮环境下工作,感知不同波长的光,产生彩色视觉;视杆细胞里通常只有一种视杆蛋白——视紫红质,负责在阴暗环境下工作,产生单色视觉,因此多数脊椎动物在夜间是色盲。

一直以来,脊椎动物被普遍认为共用一套视觉系统,即多种视锥细胞视蛋白能在白天感受到不同的颜色,一种视杆细胞视蛋白只能让我们在黑暗中看到单色。但一项于2019年5月9日发表在Science上的研究发现,有一种生活在深海中的鱼进化出了超级视力,其体内的视杆细胞视蛋白基因增殖,产生的感受器能捕捉到其他深海微生物发出的微弱光芒。

包括昆士兰大学科学家在内的一个研究小组的最新研究表明,深海鱼在黑暗中能看到多种颜色,这一发现为包括人类在内的脊椎动物的视觉进化提供了新的线索。科学家FabioCortest博士说脊椎动物有两种类型的感光细胞,它们是视杆细胞和视锥细胞,可以让人获得视觉。

新华社北京5月13日电在黑漆漆的深海里,有些鱼类具有高灵敏度的彩色视觉。一个国际研究团队日前在新一期美国《科学》杂志上发表论文说,部分深海鱼类能在阴暗环境中拥有彩色视觉,让鱼类能感知深海里的残余光线以及生物体发出的光。

研究人员对101种生活在不同海域中的鱼类进行了基因检测。绝大部分的鱼体内含有1~2个RH1基因。但有4种深海鱼体内含有至少5个RH1基因,其中,银色洞鳍鲷(silver spinyfin)体内的RH1基因居然多达有38个。

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同为鱼类,银色洞鳍鲷却没有朝这个方向进化,而是拥有了更加厉害的超级视力。

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金毛鼹鼠的行迹

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宝马娱乐登录网址 ,墨西哥脂鲤(Astyanax mexicanus)

对于某些生物而言,答案是肯定的。比如在BBC纪录片《地球脉动》中出过镜的金毛鼹鼠,常年在沙漠中钻地隐身,能借助沙粒的微小震动感知猎物的行踪,眼部已经完全退化,处于全盲状态。

也就是说,这种鱼的视杆细胞和其中视蛋白的种类异乎寻常的多。

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如果长期生活在黑暗的环境中,眼睛是不是就不重要了?

银色洞鳍鲷的视杆细胞形状多样,且叠层分布。不同形状的视杆细胞含有不同种类的视蛋白,能捕捉不同波长的光线。

银色洞鳍鲷,炯炯有神的大眼睛

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