画像：Bruno Simões、Emma Teelingらが率いる新しい研究では、コウモリ種の大きく多様なグループにわたって色覚遺伝子の進化を調べました。 もっと見る

クレジット：教授ガレス-ジョーンズ

コウモリの洞窟住居の夜行性の習慣は、長い年月にわたって彼らのエコーロケーション音響能力を高めただけでなく、視力喪失に拍車をかけることができましたか？,

Bruno Simões、Emma Teelingたちが率いる新しい研究は、コウモリ種の大規模かつ多様なグループにわたって色覚遺伝子の進化におけるこの問題を調べた。

彼らは、”コウモリのように盲目”であるという一般的な表現が本当に当てはまらないことを示しています。 最も高度なタイプのエコーロケーションを持ついくつかのコウモリは、絶妙な聴覚のためにUVビジョンを交換しているように見え、エコーロケーションでは このようなすべてのコウモリは盲目で確実に選択した他の感覚えます。,

“コウモリの感覚能力は、進化生物学者にとって長い間魅力の源であった”と、この研究の対応する著者であるEmma Teelingは、Molecular Biology and Evolution誌の高度なオンライン版 “系統発生学と分子生物学を使って、私たちは今、エコーロケーションと夜間性を獲得する進化的価格をより深く掘り下げることができます。”

コウモリは本当に飛ぶことができる唯一の哺乳類だけでなく、暗闇の中で獲物を見つけるためにエコーロケーションに頼る唯一の哺乳類でもあ, これは、このユニークな夜間感覚の適応を得た結果として、バットビジョンへのトレードオフがなされたことを科学者によって長い間議論されていま

これらのトレードオフの原因をよりよく理解するために、研究チームはDNAシーケンシングを行い、SWS1（青/紫外光に対して短波長感受性）およびMWS/LWS（緑、黄、赤色光に対して中波長感受性または長波長感受性）オプシン遺伝子を含むコウモリの主要な視力遺伝子を分析した。

オプシン遺伝子の仕事は、特定の波長を見るために光の光子を視力に変えることができる感光性網膜タンパク質を作ることです。, 研究チームのオプシン遺伝子解析は、主にその多様なエコーロケーションタイプと生態学的ニッチのために選ばれた20のうち21のコウモリ既存の家族を表す、コウモリのこれまでの最大のデータセットを調査しました。

この研究では、研究された111種のうち、SWS1遺伝子機能の喪失は以前に考えられていたよりもコウモリでより一般的であり、これは約30万年前にさかのぼる洞窟のねぐらの採用と関連している可能性があることを示唆している。, 彼らは、SWS1遺伝子機能に影響を与えるコウモリゲノムに様々な変異を発見しました。

全体的に、検査された26種の111の青/紫外線波長の短波長可視光を完全に失うために彼らの視力に起こったスペクトル微調整があります。 彼らは、旧世界の大部分では、洞窟のねぐらコウモリは非機能SWS1オプシンを持っていることを発見しました。

青感受性SWS1オプシン遺伝子の選択は、しかし、コウモリ種間で有意に変化することが判明した。, 研究チームは、異なるコウモリ種がSWS1遺伝子の機能を失っている複数の遺伝的突然変異の証拠を発見しました。 これらの遺伝的根を同定するために、彼らはSWS1の結果に基づいて遺伝子樹を構築するために系統発生解析を使用し、エコーロケーティング対非エコーロケーティング種と洞窟のねぐら対非洞窟のねぐらなどの異なる生態学的ニッチ間の選択のシグネチャを比較した。,

“私たちの研究は、SWS1オプシンの偽生成が高度なエコーロケーション（高デューティサイクル）の採用と、洞窟のねぐら習慣に関連している可能性があることを示唆している以前の仮説をサポートしている”とTeeling氏は述べた。

SWS1遺伝子が存在し、働いているとき、著者らは、それがコウモリにUV光で見る能力を与えることを確認した。

“祖先および現存するコウモリ種の両方におけるSWS1オプシン遺伝子の光感度を担う11サイトのスペクトルチューニング分析は、コウモリにおけるUVビジョンの存在のためのさらなるサポートを提供し、”Teelingは述べています。, “閉じたキャノピーでは、森林に生息する哺乳類では、紫外線に敏感なSWS1オプシンは夜行性の生活様式と関連しています。 さらに、我々の結果は、彼らが最初に約78MYA他の胎盤mammals乳類から分岐して以来、この視覚色素は、すべてのコウモリでUV感受性であったことを示してい”

重要なことに、新しいデータは、以前に示唆されているように、SWS1遺伝子機能の喪失は、常に高度なエコーロケーションの獲得に関連していないことを明,

他の視覚遺伝子については、調べた45種のうち、MWS/LWSオプシン遺伝子は系統全体で高度に保存されており、その機能を維持するための強い進化的圧

“γ maxの原因となる5つのアミノ酸部位のスペクトルチューニング分析により、bat MWS/LWS視覚顔料の大部分が長波長（-555-560nm）に調整されていることが明らか, “これは、喉頭エコーロケーションの獲得と夜間性の長い歴史にもかかわらず、MWS/LWSオプシン遺伝子は、コウモリにおける非常に強い機能的制約の下で進化”

“コウモリは盲目ではなく、ほとんどの種は色スペクトルのUVおよび中間範囲の両方で見ることができます。 これは、視覚が夜行性のコウモリであっても、依然として感覚知覚の重要な手段であることを示唆している。, しかし、最も先進的なタイプのエコーロケーションの獲得は、ほとんどのコウモリにおけるUV視力の喪失と一致し、驚くほど洞窟のねぐらは、非エコーロケーション系統におけるUV視力の喪失を駆動する。 これは、感覚のトレードオフが以前に考えられていたより複雑であり、コウモリは依然として哺乳類の感覚の進化を理解するために魅力的な被験者を作ることを示唆している。”

この研究は、夜行性動物の色覚の重要性に関する進行中の科学的議論に強く貢献しています。