Jak slepí jsou netopýři? Barevné vidění gen zkoumá hlavní smyslové kompromisy

Mohl netopýří jeskyně-obydlí noční návyky přes věky posílena jejich echolokace akustické schopnosti, ale také pobídl jejich ztrátě zraku?,

nová studie vedená Bruno Simões, Emma Teeling a kolegy zkoumala tuto otázku v evoluci barevného vidění geny po velké a různorodé skupiny druhů netopýrů.

ukazují, že populární výraz „slepý jako netopýr“opravdu neplatí. Zdá se, že někteří netopýři, kteří mají nejpokročilejší Typ echolokace, obchodovali s UV viděním pro vynikající sluch a všichni netopýři, kteří se neodhadnou, ale žijí v jeskyních, také ztratili UV vidění. To naznačuje, že ne všichni netopýři jsou slepí, ale někteří určitě vybrali jiné smysly nad zrakem.,

„Netopýři smyslové schopnosti byly dlouho zdrojem fascinace pro evoluční biology,“ říká Emma Teeling, odpovídající autor studie, která se objeví v pokročilé on-line vydání časopisu Molecular Biology and Evolution. „Pomocí fylogenetiky a molekulární biologie se nyní můžeme hlouběji ponořit do evoluční ceny získání echolokace a nocturnality.“

Netopýři jsou nejen jedinými savci, které mohou skutečně létat, ale také jediní, kteří se spoléhají na echolokaci, aby se jejich cestu na zjištění kořisti ve tmě., Vědci dlouho tvrdili, že v důsledku tohoto získání této jedinečné noční senzorické adaptace byly provedeny kompromisy s vizí netopýrů.

Pro lepší pochopení zdrojů tyto kompromisy, výzkumný tým provádí sekvenování DNA a analyzovat klíčové vize genů u netopýrů, včetně SWS1 (krátké vlnové délky citlivé, pro modré/UV záření) a MWS/LWS (střední a dlouhé vlnové délky citlivé, pro zelené, žluté a červené světlo) opsin geny.

úkolem opsinového genu je vytvořit fotosenzitivní proteiny sítnice, které mohou proměnit fotony světla v zrak, aby viděly konkrétní vlnové délky., Analýzy genů opsin výzkumného týmu zkoumaly dosud největší datovou sadu netopýrů, představující 20 mimo 21 Bat existující rodiny, které byly primárně vybrány pro jejich různé typy echolokace a ekologické výklenky.

Ve studii autoři prokázali, mezi 111 druhů zkoumal, ztráta SWS1 genové funkce je častější u netopýrů, než se dříve myslelo, a naznačuje, že to může být spojené s přijetím jeskyně hřadování první vysledovat až téměř před 30 miliony let., Našli různých mutací v bat genomy, že uskutečněné SWS1 genové funkce, se zcela nefunkční gen nalezen u dvou druhů.

Celkově je spektrální jemné ladění, které se stalo jejich vize zcela ztratit krátkou vlnovou délkou viditelného světla v modré/UV záření vlnové délky v 26 111 zkoumaných živočichů. Zjistili, že pro většinu Starého světa mají jeskynní kohouti nefunkční opsin SWS1.

bylo však zjištěno, že výběr modře citlivého genu SWS1 opsin se u druhů netopýrů významně liší., Výzkumný tým našel důkazy o více genetických mutacích, ve kterých různé druhy netopýrů ztratily funkci genu SWS1. Identifikovat tyto genetické kořeny, používají fylogenetické analýzy vybudovat genové stromy na základě SWS1 výsledky a porovnání podpisů výběru mezi různé ekologické niky, jako jsou echolocating vs. non-echolocating druhů a jeskyně hřadování vs. non-jeskyně hřadování.,

„Naše práce podporuje předchozí hypotézy, které naznačují, že pseudogenization z SWS1 opsin mohou být v souvislosti s přijetím pokročilé echolokace (high-duty cycle) a jeskyně hřadování návyky,“ řekl Teeling.

když je gen SWS1 přítomen a pracuje, autoři potvrdili, že dává netopýrům schopnost vidět v UV světle.

„Naše spektrální ladění analýzy z 11 míst zodpovědný za citlivost na světlo v SWS1 opsin genu v obou předků a dochovaných druhů netopýrů, poskytnout další podporu pro přítomnost UV vidění v netopýry,“ řekl Teeling., „U savců s uzavřeným baldachýnem je UV citlivý SWS1 opsin spojen s nočním životním stylem. Navíc naše výsledky ukazují, že tento vizuální pigment byl u všech netopýrů citlivý na UV záření, protože se poprvé odklonil od jiných placentálních savců asi 78 MYA.“

důležité je, že nová data jasně ukazují, že ztráta funkce genu SWS1 není vždy spojena se získáním pokročilé echolokace, jak bylo dříve navrženo.,

Pro další vizuální geny, zjistili, že mezi 45 druhů zkoumal, MWS/LWS opsin gen je vysoce konzervována napříč linií a pod silný evoluční tlak na udržení své funkce.

„Naše spektrální ladění analýza 5 aminokyselin stránky zodpovědné za λ max ukázal, že většina bat MWS/LWS vizuální pigmenty jsou naladěni na dlouho-vlnová délka (~555 – 560nm),“ řekl Teeling., „To naznačuje, že navzdory získání laryngeální echolokace a dlouhé historii nokturnality se Gen MWS/LWS opsin vyvinul za velmi silného funkčního omezení u netopýrů.“

“ netopýři nejsou slepí, přičemž většina druhů je schopna vidět jak UV, tak střední rozsah barevného spektra. To naznačuje, že vidění je stále důležitým prostředkem smyslového vnímání i při echolokaci nočních netopýrů., Nicméně, pořízení nejmodernější typ echolokace se shodují se ztrátou UV vidění ve většině netopýrů a překvapivě jeskyně-hřadování disky ztráta UV vidění v non-echolocating linií. To naznačuje, že smyslové kompromisy jsou složitější, než se dříve uvažovalo, a že netopýři stále dělají fascinující předměty, aby pochopili vývoj savčího sensome!“

tato studie významně přispívá k probíhající vědecké debatě o významu barevného vidění pro noční zvířata.