日本一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在新一期美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告說(shuō),他們發(fā)現(xiàn)蜻蜓體內(nèi)與區(qū)分顏色有關(guān)的基因種類格外多,能根據(jù)不同環(huán)境使用不同的色覺(jué)基因組合,這一發(fā)現(xiàn)有助于開發(fā)適應(yīng)不同光亮環(huán)境的光傳感器。
光被眼球中的感光細(xì)胞轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后,其信息會(huì)在腦內(nèi)被處理。感光細(xì)胞中存在發(fā)揮光傳感器功能的視蛋白,這些視蛋白由不同的視蛋白基因指導(dǎo)合成。
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的科研人員介紹說(shuō),很多動(dòng)物都只有3至5種視蛋白基因,例如人類存在3種視蛋白基因,能形成應(yīng)對(duì)藍(lán)、綠、紅三原色的“光傳感器”,可識(shí)別以三原色為基礎(chǔ)的各種色彩。為此,人類能看到紅色和紫色等,卻看不到紫外線。而蜜蜂和果蠅擁有應(yīng)對(duì)紫外線的視蛋白基因,但沒(méi)有針對(duì)紅色光的視蛋白基因,因此能看到紫外線卻看不到紅色。
蜻蜓的眼睛很大,占據(jù)頭的絕大部分,有3個(gè)單眼,還有由2.8萬(wàn)只小眼組成的復(fù)眼,視力極好。蜻蜓的聽覺(jué)和嗅覺(jué)退化,與其他昆蟲相比,更加依賴視覺(jué)。但關(guān)于蜻蜓色覺(jué)的分子機(jī)制一直沒(méi)有弄清。
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所主任研究員二橋亮領(lǐng)導(dǎo)的小組與其他機(jī)構(gòu)合作,通過(guò)分析各種蜻蜓的染色體,發(fā)現(xiàn)蜻蜓的視蛋白基因種類非常多,多達(dá)15至33種。
專家通過(guò)詳細(xì)研究一種秋赤蜻,發(fā)現(xiàn)其復(fù)眼中朝向背部的小眼含有一種非常活躍的視蛋白基因,容易感知天空的藍(lán)色。而在其靠近腹部的小眼中,視蛋白基因則能區(qū)分紅色和綠色食物。二橋亮說(shuō),蜻蜓也許是為了有利于生存而進(jìn)化出了更多的視蛋白基因種類。
這一研究顯示,蜻蜓能根據(jù)不同的光亮環(huán)境,運(yùn)用不同的視蛋白基因組合。今后,研究小組準(zhǔn)備詳細(xì)分析蜻蜓的感光細(xì)胞,弄清其每個(gè)視蛋白基因的詳細(xì)功能,揭示色覺(jué)進(jìn)化和適應(yīng)不同光亮環(huán)境的分子基礎(chǔ)。
作者:中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所