Hoe blind zijn vleermuizen? Color vision gen study onderzoekt belangrijke sensorische afwegingen

kon de nachtgewoonten van vleermuizen gedurende eonen hun echolocatie-akoestische vaardigheden verbeteren, maar ook hun verlies van gezichtsvermogen stimuleren?,

een nieuwe studie onder leiding van Bruno Simões, Emma Teeling en collega ‘ s heeft deze vraag onderzocht in de evolutie van genen voor kleurenzicht over een grote en diverse groep vleermuissoorten.

ze laten zien dat de populaire uitdrukking van “blind als een vleermuis” echt niet waar is. Sommige vleermuizen met het meest geavanceerde type echolocatie lijken UV-zicht te hebben ingeruild voor voortreffelijk gehoor, en alle vleermuizen die niet echoloceren maar in grotten leven, hebben ook UV-zicht verloren. Dit suggereert dat niet alle vleermuizen blind zijn, maar sommige hebben zeker andere zintuigen boven het zicht gekozen.,”Bats’ sensory abilities have long been a source of fascination for evolutionary biologists, ” said Emma Teeling, the corresponding author of the study, which appears in the advanced online edition of the journal Molecular Biology and Evolution. “Met behulp van fylogenetica en moleculaire biologie zijn we nu in staat om dieper te graven in de evolutionaire prijs van het verwerven van echolocatie en nocturnaliteit.”

vleermuizen zijn niet alleen de enige zoogdieren die echt kunnen vliegen, maar ook de enige die afhankelijk zijn van echolocatie om hun weg te vinden in het donker., Het is lang beargumenteerd door wetenschappers dat afwegingen naar vleermuis visie werden gemaakt als gevolg van het verkrijgen van deze unieke nachtelijke zintuiglijke aanpassing.

om de bronnen van deze afwegingen beter te begrijpen, voerde het onderzoeksteam DNA-sequencing uit en analyseerde het de belangrijkste visiegenen in vleermuizen, waaronder de SWS1 (korte golflengtegevoelig, voor Blauw/UV-licht) en MWS/LWS (middellange of lange golflengtegevoelig, voor groen, geel en rood licht) opsingenen.

het werk van een opsin-gen is het maken van de lichtgevoelige retina-eiwitten die fotonen van licht in zicht kunnen zetten om bepaalde golflengten te zien., De opsin-genanalyses van het onderzoeksteam ondervroegen de grootste dataset tot nu toe in vleermuizen, die 20 van de 21 bestaande vleermuisfamilies vertegenwoordigen die voornamelijk werden gekozen vanwege hun diverse echolocatietypes en ecologische niches.

In de studie hebben de auteurs aangetoond dat van de 111 onderzochte soorten het verlies van de SWS1-genfunctie vaker voorkomt bij vleermuizen dan eerder werd gedacht en suggereert dit dat dit verband kan houden met de adoptie van grotveroudering die voor het eerst tot bijna 30 miljoen jaar geleden werd herleid., Ze vonden verschillende mutaties in de genomen van de vleermuis die de werking van het SWS1-gen beïnvloedden, waarbij een volledig niet-functioneel gen in twee soorten werd gevonden.

over het geheel genomen is er een spectrale fijnafstemming die met hun visie gebeurde om het korte golflengtezicht volledig te verliezen in de blauwe/UV-golflengten in 26 van de 111 onderzochte soorten. Ze vonden dat Voor de meerderheid van de Oude Wereld, grot rustende vleermuizen hebben een niet-functionele SWS1 opsin.

selectie op het blauwgevoelige SWS1-opsingen bleek echter significant te verschillen tussen de vleermuissoorten., Het onderzoeksteam vond aanwijzingen voor meerdere genetische mutaties waarbij verschillende vleermuissoorten de functie van het sws1-gen hebben verloren. Om deze genetische wortels te identificeren, gebruikten ze fylogenetische analyses om genbomen te bouwen op basis van de SWS1 resultaten en vergeleken ze handtekeningen van selectie tussen verschillende ecologische niches, zoals echolocatie VS.niet-echolocatie soorten en grotveroudering VS. niet-grotveroudering.,

” ons werk ondersteunt eerdere hypothesen die suggereren dat de pseudogenisatie van de sws1 opsin gerelateerd kan zijn aan de adoptie van geavanceerde echolocatie (High-duty cycle) en, Grot roesten gewoonten,” zei Teeling.

wanneer het SWS1-gen aanwezig is en werkt, bevestigden de auteurs dat het vleermuizen de mogelijkheid geeft om te zien in UV-licht.

” onze spectrale afstemmingsanalyse van de 11 locaties die verantwoordelijk zijn voor lichtgevoeligheid in het sws1 opsin-gen in zowel voorouderlijke als bestaande vleermuissoorten, biedt verdere ondersteuning voor de aanwezigheid van UV-visie bij vleermuizen,” zei Teeling., “In gesloten bladerdak, bos-wonende zoogdieren een UV-gevoelige SWS1 opsin wordt geassocieerd met een nachtelijke levensstijl. Bovendien tonen onze resultaten aan dat dit visuele pigment UV-gevoelig is bij alle vleermuizen sinds ze voor het eerst afwijken van andere placentale zoogdieren ongeveer 78 MYA.”

belangrijk is dat de nieuwe gegevens duidelijk maken dat verlies van de SWS1-genfunctie niet altijd geassocieerd wordt met het verwerven van geavanceerde echolocatie, zoals eerder werd gesuggereerd.,

voor de andere visuele genen vonden zij dat van de 45 onderzochte soorten het opsin-gen MWS/LWS in hoge mate behouden blijft over de lijnen heen en onder sterke evolutionaire druk staat om zijn functie te behouden.

“onze spectrale afstemmingsanalyse van de 5 aminozuurplaatsen die verantwoordelijk zijn voor de λ max toonde aan dat de meerderheid van de BBT MWS / LWS visuele pigmenten zijn afgestemd op een lange golflengte (~555-560nm),” zei Teeling., “Dit suggereert dat ondanks de acquisitie van laryngeale echolocatie en een lange geschiedenis van nachtelijkheid, het MWS/LWS opsin gen onder zeer sterke functionele beperking bij vleermuizen is geëvolueerd.”

” vleermuizen zijn niet blind, de meeste soorten kunnen zowel in het UV-als het middenspectrum van het kleurenspectrum zien. Dit suggereert dat visie nog steeds een belangrijk middel van zintuiglijke waarneming is, zelfs bij echolocerende, nachtelijke vleermuizen., Echter, de verwerving van de meest geavanceerde vorm van echolocatie valt samen met verlies van UV-zicht bij de meeste vleermuizen en verrassend grot-roesten drijft verlies van UV-zicht in de niet-echolocerende geslachten. Dit suggereert dat zintuiglijke afwegingen complexer zijn dan voorheen werd overwogen en dat vleermuizen nog steeds fascinerende onderwerpen zijn om de evolutie van het zoogdierensensoom te begrijpen!”

Deze studie levert een sterke bijdrage aan het lopende wetenschappelijke debat over het belang van kleurenzicht voor nachtdieren.