在深海鱼类中发现的新型高敏感视觉

深海是鱼类的家园，可以在几乎完全黑暗的环境中探测各种波长的光。与其他脊椎动物不同，它们有几个基因用于光敏感光色素视紫红质，这可能使这些鱼能够检测来自发光器官的生物发光信号。该研究结果由巴塞尔大学进化生物学家领导的国际研究团队发表在“科学”杂志上。

脊椎动物的色觉通常通过视网膜中发现的视锥细胞中各种光色素的相互作用来实现。这些光色素中的每一种都对特定波长的光起反应。例如，在人类中，这些波长是光谱的红色，绿色和蓝色范围。然而，只有在白天才能实现色觉。在黑暗中，脊椎动物用它们的光敏棒细胞检测少数可用的光粒子，它们只含有一种类型的光色素视紫红质 - 解释了为什么几乎所有脊椎动物在夜间都是色盲的。

银刺的遗传记录

由巴塞尔大学的Walter Salzburger教授领导的国际研究团队最近分析了100多种鱼类基因组，包括生活在深海栖息地的鱼类基因组。动物学家发现，某些深海鱼类已扩大其视紫红质基因的全部功能。在银刺猬(Diretmus argenteus)的情况下，除了另外两种不同类型的视蛋白外，他们还发现了不少于38拷贝的视紫红质基因。“这使黑暗居住的银色spinyfin成为迄今为止最多的光色素基因的脊椎动物，”Salzburger解释说。

研究人员进一步报道，深海鱼的许多不同的视紫红质基因拷贝都适合于检测某一波长的光。他们通过计算机模拟和实验室中再生的视紫红质蛋白的功能实验证明了这一点。这些基因完全涵盖了由深海生物的发光器官“产生”的光的波长范围。这被称为生物发光，它是生物体自身或在其他生物的帮助下产生光的能力。例如，琵琶鱼用它们的生物发光器官吸引猎物。

在黑暗中检测信号

深海是地球上最大的栖息地，但由于其难以接近而成为探索最少的栖息地之一。许多生物已经适应了这个荒凉环境中几乎完全黑暗的生活。例如，许多鱼类已经开发出高灵敏度的望远镜眼睛，这些望远镜眼睛可以探测到微小的残余光线，使其进入海洋深处。

在脊椎动物中，已经在视紫红质的蛋白质中鉴定了27个关键的光谱调节位点。这些站点直接影响检测到哪些波长。研究人员发现，在深海银spinyfin的各种基因拷贝中，这些位置中有24个表现出突变。

“看来，深海鱼类已经多次相互独立地开发了这种基于多视紫红质的视觉，并且这特别用于检测生物发光信号，”Salzburger说。他补充说，通过让深海鱼类更好地看到潜在的猎物或掠食者，这可能会给深海鱼带来进化优势。

“在任何情况下，我们的研究结果都有助于重新定义目前脊椎动物视觉范式的杆状光感受器的作用，”动物学家写道。这是另一个分析全基因组导致新的生物学发现的例子。

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