Температурно-зависимые адаптации зрения китовой акулы

Прочитано: 72 раз(а)


Японские ученые во главе с RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research, Kobe and Osaka Metropolitan University, Osaka, обнаружили, что зрение китовой акулы обладает уникальной температурно-зависимой адаптацией, невиданной ни у одной другой формы жизни. Они подробно изложили результаты в исследовании под названием «Родопсин китовой акулы, адаптированный к глубоководному образу жизни путем замены, связанной с болезнью человека», опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences .

Китовые акулы ( Rhincodon typus ) — самые крупные рыбы на планете, самый длинный экземпляр, достоверно измеренный исследователями, составляет 61,7 фута (18,8 м). Хотя китовые акулы проводят большую часть своего времени у залитой солнцем поверхности океана, они иногда посещают морские глубины. Самое глубокое погружение, зафиксированное китовой акулой, составляет впечатляющие 1928 метров, хотя трудно понять, почему. Есть и другие существа, которые ныряют на большие глубины в поисках пищи — например, кашалоты в поисках гигантского кальмара или морские слоны в поисках глубоководной еды. Тем не менее, китовая акула в основном питается планктоном или другими поверхностными закусками, поэтому они, вероятно, ныряют по причинам, отличным от очевидного «потому что они могут».

Давление на этой глубине сильное (2800 фунтов на квадратный дюйм или 191 атмосферное давление), а температура не меняется 39 ° F (4 ° C). Всего в 200 метрах от поверхности тьма окружает глубины с первыми признаками биолюминесцентных форм жизни. На глубине 1500 метров единственный доступный свет исходит от биолюминесцентных животных. Солнечный свет, рассеянный и поглощенный водой наверху, почти ничего не замечает. У многих глубоководных существ есть огромные глаза, чтобы компенсировать это, в то время как другие полностью отказались от глазного зрения.

Глаза китовой акулы представляют собой странный набор любопытных приспособлений. Зубы окружают радужную оболочку, глаза могут втягиваться в череп, и они обладают родопсином, «смещенным в синий цвет», что позволяет им улавливать больше синего света. Захват синего света удобен в глубокой воде , потому что синий свет проникает глубже, чем другие частоты. Загадочный вопрос: почему существо, которое проводит большую часть своего времени у поверхности, имеет глаза, лучше всего подходящие для морских глубин, глаза, которые ухудшают зрение вблизи поверхности?

Спектроскопический анализ фоторецепторов сетчатки выявил длину волны максимального поглощения около 478 нм. Свет с длиной волны около 480 нм является наиболее доступным в глубоководной среде, что позволяет предположить, что зависимость от зрения китовой акулы в глубоком море была формой настройки фоторецепторов. Эта настройка была замечена и у других морских существ, но у китовой акулы механизм, похоже, был другим.

Исследователи тщательно изучили выравнивание последовательности фоторецепторов по сравнению с их ближайшими родственниками акул. Этот анализ выявил две замены аминокислотных участков, замещенные исключительно у китовой акулы, и отсутствие замен в ранее охарактеризованных участках настройки спектра. Что бы ни делал глаз китовой акулы, оно отличалось от того, что видели в других местах. Исследователи обнаружили фоторецепторы сетчатки с множественными стратегиями мутации, одна из которых связана с куриной слепотой у людей.

Было обнаружено, что один из вариантов замены в первую очередь отвечает за сдвиг спектра в сторону синего света . Сопоставимый вариант у людей приводит к состоянию, называемому врожденной стационарной куриной слепотой, когда зрение сильно ухудшается в условиях низкой освещенности. Этот вариант также оказался термически нестабильным, что означает, что он может разлагаться под воздействием температуры. Было бы интересно проверить пострадавших людей на предмет видимости в глубоком море при слабом освещении при температурах, близких к нулю, хотя участники могут счесть это менее чем полезным.

В другом варианте пигмент глаза китовой акулы снова был термически активизирован в сторону нестабильности, в данном случае настраиваясь на более длинные волны.

Одни только эти термически нестабильные генные пигменты могут рассматриваться как помеха зрению. Однако, как обнаружили исследователи, комбинация этих двух факторов повышает общую стабильность зрения и позволяет китовым акулам видеть мир с разных точек зрения при изменении условий освещения окружающей среды.

Температурно-зависимые адаптации зрения китовой акулы



Новости партнеров