Mennyire vakok a denevérek? Color vision gene study examines key sensor tradeoffs

a denevérek barlanglakó éjszakai szokásai az eonok felett fokozták echolocation akusztikus képességeiket, de ösztönözték látásvesztésüket is?,

Bruno Simões, Emma Teeling és kollégái által vezetett új tanulmány megvizsgálta ezt a kérdést a színlátó gének evolúciójában a denevérfajok nagy és változatos csoportjában.

azt mutatják, hogy a “vak, mint denevér” népszerű kifejezése valóban nem igaz. Egyes denevérek, amelyek a legfejlettebb típusú echolocation úgy tűnik, hogy forgalmazott UV látás kiváló hallás, és minden denevérek, amelyek nem echolocate de barlangokban élő is elvesztette UV látás. Ez arra utal, hogy nem minden denevér vak, de néhányan biztosan más érzékeket választottak a látás felett.,

“A denevérek érzékszervi képességei már régóta lenyűgözőek az evolúciós biológusok számára” – mondta Emma Teeling, a tanulmány megfelelő szerzője, amely a Molecular Biology and Evolution folyóirat fejlett online kiadásában jelenik meg. “A filogenetika és a molekuláris biológia segítségével most már mélyebben belemerülhetünk az echolokáció és a nocturnalitás megszerzésének evolúciós árába.”

a denevérek nem csak az egyetlen emlősök, amelyek valóban képesek repülni, hanem az egyetlenek is, akik az echolocációra támaszkodnak, hogy utat találjanak a sötétben., A tudósok régóta azzal érvelnek, hogy a denevérlátás kereskedelme ennek az egyedülálló éjszakai szenzoros adaptációnak az eredménye.

hogy jobban megértsük ezeknek a kereskedéseknek a forrásait, a kutatócsoport DNS-szekvenálást végzett és elemezte a denevérek kulcsfontosságú látógénjeit, beleértve az SWS1 (rövid hullámhosszú érzékeny, kék/UV fény esetén) és az MWS/LWS (közepes vagy hosszú hullámhosszú érzékeny, zöld, sárga és piros fény esetén) opsin géneket.

egy opsin gén feladata, hogy olyan fényérzékeny retina fehérjéket készítsen, amelyek a fény fotonjait látványossá alakíthatják, hogy bizonyos hullámhosszokat láthassanak., A kutatócsoport opsin gén elemzések megkérdezett a legnagyobb adatkészlet, hogy a dátum a denevérek, ami 20 21 bat meglévő családok elsősorban választott a sokszínű echolocation típusok ökológiai fülkék.

a tanulmányban a szerzők kimutatták, hogy a vizsgált 111 faj közül az SWS1 génfunkció elvesztése gyakoribb a denevéreknél, mint azt korábban gondolták, és azt sugallja, hogy ez összefügghet a barlangok elfogadásával., Különböző mutációkat találtak a denevér genomokban, amelyek az SWS1 génfunkciót végezték, egy teljesen nem funkcionális génnel, amelyet két fajban találtak.

összességében van egy spektrális finomhangolás, amely a látással történt, hogy a vizsgált 111 faj közül 26-ban teljesen elveszítse a kék/UV hullámhosszon látható rövid hullámhosszú fényt. Azt találták, hogy a legtöbb régi világ, barlang kakasok denevérek egy nem funkcionális SWS1 opsin.

a kék-érzékeny SWS1 OPSIN gén kiválasztása azonban szignifikánsan különbözött a denevérfajok között., A kutatócsoport bizonyítékot talált több genetikai mutációra, amelyekben a különböző denevérfajok elvesztették az SWS1 gén funkcióját. Azonosítani ezeket a genetikai gyökerei használták filogenetikai elemzések építeni gén fák alapján a SWS1 eredményeit hasonlították össze aláírás kiválasztása a különböző ökológiai fülkék, mint echolocating, illetve nem echolocating fajok, valamint a barlang éjszakázó vs nem-barlang éjszakázó.,

“munkánk alátámasztja azokat a korábbi hipotéziseket, amelyek arra utalnak, hogy az SWS1 opsin pszeudogenizációja összefügghet a fejlett echolokáció (high-duty cycle) elfogadásával, valamint a barlangi fészkelési szokásokkal” – mondta Teeling.

amikor az SWS1 gén jelen van és működik, a szerzők megerősítették, hogy a denevérek képesek látni UV fényben.

“az SWS1 opsin gén fényérzékenységéért felelős 11 helyszín spektrális hangoló elemzése mind az ősi, mind a meglévő denevérfajokban további támogatást nyújt az UV látás jelenlétéhez a denevérekben” – mondta Teeling., “Zárt lombkoronában az erdei emlősökben az UV-érzékeny SWS1 opsin éjszakai életmódhoz kapcsolódik. Továbbá, eredményeink azt mutatják, hogy ez a vizuális pigment minden denevérben UV-érzékeny volt, mivel először 78 MYA-ról különböztek más placenta emlősöktől.”

fontos, hogy az új adatok világossá teszik, hogy az SWS1 génfunkció elvesztése nem mindig jár együtt a fejlett echolokáció megszerzésével, amint azt korábban javasolták.,

a többi vizuális gén esetében azt találták, hogy a vizsgált 45 faj közül az MWS/LWS opsin gén erősen konzervált a vonal mentén, erős evolúciós nyomás alatt, hogy megőrizze funkcióját.

” a λ maxért felelős 5 aminosav-hely spektrális tuning elemzéséből kiderült, hogy a bat MWS/LWS vizuális pigmentek többsége hosszú hullámhosszra van hangolva (~555-560nm)” – mondta Teeling., “Ez arra utal, hogy a gége echolokációjának megszerzése és a nocturnalitás hosszú története ellenére az MWS/LWS opsin gén nagyon erős funkcionális kényszer alatt fejlődött ki a denevérekben.”

” a denevérek nem vakok, a legtöbb faj képes látni mind az UV, mind a színspektrum középső tartományában. Ez arra utal, hogy a látás még az echolocating, éjszakai denevérek esetében is fontos érzékelési eszköz., A legfejlettebb echolokációs típus megszerzése azonban egybeesik a legtöbb denevér UV-látásának elvesztésével, és meglepő módon az UV-látás elvesztését okozza a nem echolokációs vonalakon. Ez arra utal, hogy az érzékszervi kompromisszumok összetettebbek a korábban figyelembe vett, és hogy a denevérek még mindig lenyűgöző alanyokat alkotnak az emlős szenzom evolúciójának megértéséhez!”

Ez a tanulmány nagymértékben hozzájárul az éjszakai állatok színlátásának fontosságával kapcsolatos folyamatos tudományos vitához.