Hvor blinde er flagermus? Farve vision gen undersøgelse analyserer centrale sensoriske kompromiser

Kunne flagermus grotte-bolig natlige vaner over æoner forbedret deres ekkolokation akustiske evner, men også ansporet deres tab af synet?,

En ny undersøgelse ledet af Bruno Simões, Emma Teeling og kolleger har undersøgt dette spørgsmål i udviklingen af farvesyn gener på tværs af en stor og forskelligartet gruppe af bat-arter.

de viser, at det populære udtryk for at være “blind som en flagermus” virkelig ikke holder sandt. Nogle flagermus, der har den mest avancerede type ekkolokation, ser ud til at have handlet UV-syn for udsøgt hørelse, og alle flagermus, der ikke ekkolokerer, men lever i huler, har også mistet UV-synet. Dette antyder, at ikke alle flagermus er blinde, men nogle har bestemt valgt andre sanser frem for synet.,

“Flagermus’ sensoriske evner har længe været en kilde til fascination for evolutionære biologer,” sagde Emma Teeling, den tilsvarende forfatter af undersøgelsen, der vises i avanceret online udgave af tidsskriftet Molecular Biology and Evolution. “Ved hjælp af fylogenetik og molekylærbiologi er vi nu i stand til at dykke dybere ned i den evolutionære pris for at erhverve ekkolokation og natlighed.”

flagermus er ikke kun de eneste pattedyr, der virkelig kan flyve, men også de eneste, der stoler på ekkolokation for at gøre deres vej til at finde bytte i mørket., Det er længe blevet argumenteret af forskere, at afvejninger til bat vision blev lavet som et resultat af dette at opnå denne unikke natlige sensoriske tilpasning.

for bedre At forstå kilderne til disse kompromiser, forsknings-team, der udføres DNA-sekventering og analyseres den centrale vision gener i flagermus, herunder SWS1 (kort bølgelængde følsomme, for blå/UV-lys) og MØ/LWS (mellemlang eller lang bølgelængde følsomme over for grøn, gul og rød lys) opsin gener. et opsin-gens opgave er at gøre de lysfølsomme nethindeproteiner, der kan gøre fotoner af lys til Syne for at se bestemte bølgelængder., Forskerholdets opsin-genanalyser undersøgte det største datasæt til dato i flagermus, repræsenterer 20 ud af 21 bat eksisterende familier, der primært blev valgt til deres forskellige ekkolokationstyper og økologiske nicher.

i undersøgelsen har forfatterne vist, blandt de 111 undersøgte arter, at tabet af S .s1-genfunktion er mere almindeligt hos flagermus end tidligere antaget og antyder, at dette kan være forbundet med vedtagelsen af hulrosting, der først blev sporet tilbage til næsten 30 millioner år siden., De fandt forskellige mutationer i flagermusgenomerne, der påvirkede s .s1-genfunktionen, med et fuldstændigt ikke-funktionelt gen fundet i to arter.

generelt er der en spektral finjustering, der skete med deres vision om fuldstændigt at miste kort bølgelængde synligt lys i de blå / UV-bølgelængder i 26 af de 111 undersøgte arter. De fandt, at for størstedelen af den gamle verden, hule roosting flagermus har en ikke-funktionel s .s1 opsin.

udvælgelse på det blåfølsomme s .s1 opsin-gen viste sig imidlertid at variere betydeligt blandt flagermusarter., Forskerteamet fandt bevis for flere genetiske mutationer, hvor forskellige flagermusarter har mistet funktionen af S .s1-genet. Til at identificere genetiske rødder, de brugte fylogenetiske analyser til at bygge gene træer, der er baseret på SWS1 resultater og i forhold underskrifter af valg mellem forskellige økologiske nicher, såsom echolocating vs. ikke-echolocating arter og cave rastende vs. ikke-hulen rastende.,

” vores arbejde understøtter tidligere hypoteser, der antyder, at pseudogenisering af S .s1 opsin kan være relateret til vedtagelsen af avanceret ekkolokation (høj-duty cycle) og, hule roosting vaner,” sagde Teeling.

Når s .s1-genet er til stede og arbejder, bekræftede forfatterne, at det giver flagermus evnen til at se i UV-lys.

” vores spektrale tuninganalyse af de 11 steder, der er ansvarlige for lysfølsomhed i s .s1 opsin-genet i både forfædre og eksisterende flagermusarter, yder yderligere støtte til tilstedeværelsen af UV-syn i flagermus,” sagde Teeling., “I lukkede baldakiner er skovboende pattedyr en UV-følsom s .s1 opsin forbundet med en natlig livsstil. Desuden viser vores resultater, at dette visuelle pigment har været UV-følsomt i alle flagermus, siden de først divergerede fra andre placentale pattedyr omkring 78 MYA.”

vigtigere er det, at de nye data gør det klart, at tab af S .s1-genfunktionen ikke altid er forbundet med erhvervelsen af avanceret ekkolokation, som det tidligere er blevet antydet.,

for de andre visuelle gener fandt de, at blandt de 45 undersøgte arter er m .s / L .s opsin-genet stærkt bevaret på tværs af slægter og under stærkt evolutionært pres for at opretholde dets funktion.

“Vores spektrale tuning analyse af 5-amino-syre-websteder, der er ansvarlige for λ antal viste, at flertallet af bat MØ/LWS visuelle pigmenter er indstillet til en lang bølgelængde (~555 – 560nm),” sagde Teeling., “Dette antyder, at på trods af erhvervelsen af laryngeal ekkolokation og en lang historie med nattlig, har m .s/L .s opsin-genet udviklet sig under meget stærk funktionel begrænsning hos flagermus.”

” flagermus er ikke blinde, med de fleste arter, der er i stand til at se i både UV-og mellemområdet af farvespektret. Dette antyder, at syn stadig er et vigtigt middel til sensorisk opfattelse, selv i ekkolokerende, natlige flagermus., Men erhvervelsen af den mest avancerede form for ekkolokalisering er sammenfaldende med tab af UV-syn i de fleste flagermus og overraskende cave-rastende drev tab af UV-vision i den ikke-echolocating slægter. Dette antyder, at sensoriske afvejninger er mere komplekse, der tidligere blev overvejet, og at flagermus stadig gør fascinerende emner til at forstå udviklingen af pattedyrets sensome!”

denne undersøgelse yder et stærkt bidrag til den igangværende videnskabelige debat om vigtigheden af farvesyn for natlige dyr.