@ 2019.05.16 , 09:00

深海鱼类可能并不瞎,甚至还具有色觉

在阳光都照射不到的深海之中,某些鱼类眼中的世界却是有色彩的。

5月10日的《科学》杂志报道说,根据一项对101种鱼类进行的分析显示,有4种深海鱼具有令人惊讶的光敏眼蛋白(视杆蛋白)基因。研究的共同作者、布拉格查尔斯大学的进化生物学家Zuzana Musilová说,这一发现挑战了以往的普遍观念:深海鱼看不到颜色。

许多鱼类、人类和大多数脊椎动物依赖于眼中被称为视杆和视锥细胞的两类光检测细胞。视锥细胞使用2种或更多种视蛋白,感受强光和颜色的细胞,对弱光和明暗的感知不如视杆细胞敏感;而对强光和颜色,具有高度的分辨能力。视杆细胞通常只使用一种被称为RH1的视蛋白,在昏暗的光线下起作用。

澳大利亚布里斯班昆士兰大学的Musilová和Fabio Cortesi采集了海洋深处的鱼类。深海标本来自海平面下200至1000米的“暮光”区域,在那里光线极其微弱,最丰富多彩的光源是动物身上的生物发光器。

Musilová、Cortesi和其他同事报告说,4只具有特殊视觉的深海鱼来自3种不同的谱系,这些谱系独立进化出了生成多种RH1视杆蛋白的基因。

夏威夷大学马诺阿分校的进化生物学家Megan Porter说,即使只有2种视杆基因也是值得注意的,而银色洞鳍鲷的视杆基因简直“令人震惊”—— 18个相关基因。但她也警告说,因为没有对活鱼进行测试,目前还不清楚这些基因到底被如何表达。

Musilová说,考虑到实际环境,可能无法进行此类实验。当深海鱼浮出水面时,“大多数因压力变化而死亡。即使保持它们存活,也无法保证它的行为模式不会出现偏差。”

生物检测证实,银色洞鳍鲷至少使用了38组RH1基因中的14组来制造视杆蛋白。

研究人员把银色洞鳍鲷的RHI基因编辑到细菌中,用其制造鱼类视蛋白。科学家们发现,对视蛋白的功能测试表明,它们有可能捕获到非常微弱的日光和来自活体发光生物的各种蓝光和绿光。

瑞典隆德大学的Almut Kelber主攻青蛙的低光色觉机制,他认为,说深海鱼可以看到颜色还为时过早。

为了区分颜色,杆视蛋白需要出现在不同的细胞中。但是如果不同的视杆蛋白出现在所有的视杆细胞中,那么鱼可能只是提升了光敏感度,能够在细微光暗差别中看出轮廓。

即使有不确定因素,新的发现 “仍然令人兴奋”, Kelber最后补充说。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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