Nový typ extrémně citlivého vidění objeveného u sladkovodních ryb.
Hluboké moře je domovem druhů ryb, které dokáží detekovat různé vlnové délky světla v téměř úplné tmě. Na rozdíl od jiných obratlovců mají několik genů pro fotopigmenter rhodopsin citlivý na světlo, což těmto rybám umožňuje detekovat bioluminiscenční signály z orgánů emitujících světlo. Zjištění byla zveřejněna v časopise. Věda Mezinárodní výzkumný tým vedený evolučními biology z univerzity v Basileji.
Barevné vidění u obratlovců se obvykle dosahuje interakcí různých fotopigmentů v buňkách kužele nalezených v sítnici. Každý z těchto fotopigmentů reaguje na určitou vlnovou délku světla. Například u lidí jsou tyto vlnové délky červeným, zeleným a modrým rozsahem světelného spektra. Barevné vidění je však možné pouze za denního světla. Ve tmě obratlovci detekují několik světelných částic přítomných v prutových buňkách citlivých na světlo, které obsahují pouze jeden typ fotopigmentového rodopsinu, což vysvětluje, proč jsou téměř všichni obratlovci v noci barevně slepí.
Genetický záznam stříbrné ostnaté ploutve.
Mezinárodní výzkumný tým vedený profesorem Walterem Salzburgerem z Basilejské univerzity nedávno analyzoval více než 100 genomů ryb, včetně ryb žijících v hlubinných stanovištích. Zoologové zjistili, že některé hlubinné ryby rozšiřují svůj repertoár genů rhodopsinu. V případě stříbrné ostnaté ploutve (Diretmus argenteus) našel alespoň 38 kopií genu pro rhodopsin, kromě dvou dalších ops různých typů. “Díky tomu je temně obydlená stříbrná ostnatá ploutev obratlovcem s nejvíce fotopigmentových genů,” vysvětluje Salzburger.
Vědci uvedli, že různé kopie genu pro rhodopsin z hlubinných ryb byly upraveny tak, aby detekovaly světlo určité vlnové délky. Ukázali to v laboratoři pomocí počítačových simulací a funkčních experimentů s regenerovanými proteiny rhodopsinu. Geny plně pokrývají rozsah vlnových délek světla „produkovaného“ orgány emitujícími světlo hlubinných organismů. Toto je známé jako bioluminiscence, což je schopnost organismu produkovat světlo samostatně nebo pomocí jiných organismů. Například mořští ďas přitahují svou kořist svými bioluminiscenčními orgány.
Detekce signálů ve tmě.
Hlubinné moře je největším stanovištěm na světě a stále jedním z nejméně prozkoumaných kvůli jeho nepřístupnosti. Mnoho organismů se přizpůsobilo životu v téměř úplné temnotě tohoto bezbožného prostředí. Například mnoho ryb si vyvinulo vysoce citlivé oči dalekohledu, které jim umožňují detekovat malé množství zbytkového světla dopadajícího do hlubin oceánu.
U obratlovců bylo identifikováno 27 klíčových míst spektrální úpravy v proteinu pro rhodopsin. Tyto stránky přímo ovlivňují detekované vlnové délky. Vědci zjistili, že 24 z těchto pozic vykazovalo mutace v různých genetických kopiích hlubinné stříbrné spinyfiny.
„Zdá se, že hlubinné ryby tento pohled založený na více rhodopsinu několikrát nezávisle vyvinuli a používá se speciálně k detekci bioluminiscenčních signálů,“ říká Salzburger. Dodává, že by to mohlo dát hlubinným rybám evoluční výhodu, protože by jim umožnilo vidět mnohem lepší kořist nebo potenciální predátory.
“V každém případě naše nálezy pomáhají předefinovat současné paradigma vidění obratlovců, pokud jde o roli fotoreceptorů tyčí,” píší zoologové. To představuje další případ, kdy analýza celého genomu vede k novým biologickým objevům.
Zdroj příběhu:
Materiály poskytované Basilejská univerzita. Poznámka: Obsah lze upravovat podle stylu a délky.
