À quel point les chauves-souris sont-elles aveugles? Color vision gene study examine les principaux compromis sensoriels

Les habitudes nocturnes des chauves-souris vivant dans les cavernes au cours des siècles pourraient-elles améliorer leurs capacités acoustiques d’écholocation, mais aussi stimuler leur perte de vision?,

Une nouvelle étude menée par Bruno Simões, Emma Teeling et ses collègues a examiné cette question dans l’évolution des gènes de la vision des couleurs à travers un groupe important et diversifié d’espèces de chauves-souris.

Ils montrent que l’expression populaire d’être « aveugle comme une chauve-souris » n’est pas vraiment vrai. Certaines chauves-souris qui ont le type d’écholocation le plus avancé semblent avoir échangé la vision UV contre une ouïe exquise, et toutes les chauves-souris qui ne s’écholotent pas mais vivent dans des grottes ont également perdu la vision UV. Cela suggère que toutes les chauves-souris ne sont pas aveugles, mais certaines ont certainement choisi d’autres sens plutôt que la vision.,

« Les capacités sensorielles des chauves-souris ont longtemps été une source de fascination pour les biologistes évolutionnistes », a déclaré Emma Teeling, l’auteur correspondant de l’étude, qui apparaît dans l’édition en ligne avancée de la revue Molecular Biology and Evolution. « En utilisant la phylogénétique et la biologie moléculaire, nous sommes maintenant en mesure d’approfondir le prix évolutif de l’acquisition de l’écholocation et de la nocturne. »

Les chauves-souris ne sont pas seulement les seuls mammifères qui peuvent vraiment voler, mais aussi les seuls à compter sur l’écholocation pour trouver des proies dans l’obscurité., Les scientifiques ont longtemps soutenu que des compromis avec la vision des chauves-souris ont été faits à la suite de cette adaptation sensorielle nocturne unique.

pour mieux comprendre les sources de ces compromis, l’équipe de recherche a effectué le séquençage de l’ADN et analysé les gènes clés de la vision chez les chauves-souris, y compris les gènes SWS1 (sensibles aux longueurs d’onde courtes, pour la lumière bleue/UV) et MWS / LWS (sensibles aux longueurs d’onde moyennes ou longues, pour

le travail d’un gène d’opsine est de faire les protéines photosensibles de rétine qui peuvent transformer des photons de lumière en vue pour voir des longueurs d’onde particulières., Les analyses du gène de l’opsine de l’équipe de recherche ont examiné le plus grand ensemble de données à ce jour chez les chauves-souris, représentant 20 des 21 familles de chauves-souris existantes qui ont été principalement choisies pour leurs divers types d’écholocation et leurs niches écologiques.

dans l’étude, les auteurs ont montré, parmi les 111 espèces examinées, que la perte de la fonction du gène SWS1 est plus fréquente chez les chauves-souris qu’on ne le pensait auparavant et suggère que cela pourrait être associé à l’adoption du repos dans les cavernes remontant pour la première fois à près de 30 millions d’années., Ils ont trouvé diverses mutations dans les génomes des chauves-souris qui ont effectué la fonction du gène SWS1, avec un gène complètement non fonctionnel trouvé dans deux espèces.

dans l’ensemble, il y a un réglage spectral fin qui est arrivé à leur vision pour perdre complètement la lumière visible de courte longueur d’onde dans les longueurs d’onde bleu / UV dans 26 des 111 espèces examinées. Ils ont constaté que pour la majorité des chauves-souris de l’ancien monde, les chauves-souris perchées dans les grottes ont une opsine SWS1 non fonctionnelle.

cependant, la sélection du gène de l’opsine sws1, sensible au bleu, variait considérablement d’une espèce de chauve-souris à l’autre., L’équipe de recherche a trouvé des preuves de multiples mutations génétiques dans lesquelles différentes espèces de chauves-souris ont perdu la fonction du gène SWS1. Pour identifier ces racines génétiques, ils ont utilisé des analyses phylogénétiques pour construire des arbres génétiques basés sur les résultats SWS1 et ont comparé les signatures de sélection entre différentes niches écologiques, telles que les espèces écholocatrices par rapport aux espèces non écholocatrices et le repos dans les cavernes par rapport au repos dans les cavernes.,

« nos travaux soutiennent des hypothèses antérieures qui suggèrent que la pseudogénisation de L’opsine SWS1 pourrait être liée à l’adoption d’écholocalisation avancée (cycle de service élevé) et d’habitudes de repos dans les cavernes », a déclaré Teeling.

lorsque le gène SWS1 est présent et fonctionne, les auteurs ont confirmé qu’il donne aux chauves-souris la capacité de voir à la lumière UV.

« notre analyse de réglage spectral des 11 sites responsables de la sensibilité à la lumière dans le gène de L’opsine SWS1 chez les espèces de chauves-souris ancestrales et existantes, fournissent un soutien supplémentaire à la présence de la vision UV chez les chauves-souris », a déclaré Teeling., « Chez les mammifères forestiers à couvert fermé, une opsine SWS1 sensible aux UV est associée à un mode de vie nocturne. De plus, nos résultats démontrent que ce pigment visuel a été sensible aux UV chez toutes les chauves-souris depuis qu’elles ont d’abord divergé des autres mammifères placentaires vers 78 MYA. »

fait important, les nouvelles données montrent clairement que la perte de la fonction du gène SWS1 n’est pas toujours associée à l’acquisition d’écholocation avancée, comme cela a été suggéré précédemment.,

pour les autres gènes visuels, ils ont constaté que parmi les 45 espèces examinées, le gène de l’opsine MWS / LWS est fortement conservé à travers les lignées et soumis à une forte pression évolutive pour maintenir sa fonction.

« notre analyse de réglage spectral des 5 sites d’acides aminés responsables du λ max a révélé que la majorité des pigments visuels MWS/LWS de chauve-souris sont accordés à une longueur d’onde longue (~555-560nm) », a déclaré Teeling., « Cela suggère que malgré l’acquisition de l’écholocation laryngée et une longue histoire de Nocturne, le gène opsine MWS/LWS a évolué sous une très forte contrainte fonctionnelle chez les chauves-souris. »

 » Les chauves-souris ne sont pas aveugles, la plupart des espèces étant capables de voir à la fois dans la gamme UV et moyenne du spectre de couleurs. Cela suggère que la vision est toujours un moyen important de perception sensorielle, même chez les chauves-souris nocturnes écholocatrices., Cependant, l’acquisition du type d’écholocation le plus avancé coïncide avec la perte de vision UV chez la plupart des chauves-souris et, étonnamment, le repos dans les cavernes entraîne la perte de vision UV chez les lignées non écholocatrices. Cela suggère que les compromis sensoriels sont plus complexes que précédemment considérés et que les chauves-souris font encore des sujets fascinants pour comprendre l’évolution du sensome des mammifères! »

Cette étude apporte une forte contribution au débat scientifique en cours sur l’importance de la vision des couleurs pour les animaux nocturnes.