一項新的研究表明,海蛇在1500萬年前首次進入海洋環(huán)境,并且自那以后一直在不斷變化的光照條件下生存。
普利茅斯大學(英國)領(lǐng)導的研究首次提供了證據(jù),證明了物種在何時何地,多久改變一次,使其適應(yīng)顏色的能力。
這表明海蛇的視力已經(jīng)在數(shù)百萬世代中進行了遺傳修飾,使它們能夠適應(yīng)新的環(huán)境,這意味著它們可以繼續(xù)在海面以下看到獵物和食肉動物。
出乎意料的是,《現(xiàn)代生物學》(Current Biology)發(fā)表的一項研究還表明,潛水海蛇實際上并不與其他蛇或海洋哺乳動物共享其適應(yīng)性,而是與某些吃水果的靈長類共享。
這項研究由普利茅斯大學動物生物學講師BrunoSimões博士領(lǐng)導,來自英國,澳大利亞,丹麥,孟加拉國和加拿大的科學家參與其中。
Simões博士曾是英國布里斯托大學和澳大利亞阿德萊德大學的Marie Sklodowska-Curie全球研究員,他說:“在自然世界中,物種顯然必須適應(yīng)周圍環(huán)境的變化。在不到1500萬年的時間里,海蛇的視線發(fā)生了如此迅速的變化,這確實是令人驚訝的。與陸地和兩棲親戚相比,海蛇之間的多樣化步伐也許證明了他們所處的環(huán)境極為艱巨。他們需要繼續(xù)適應(yīng)才能生存。
“我們的研究還表明,在從陸地到海洋的過渡過程中,蛇和哺乳動物的視力變化非常不同。與陸地親屬相比,海蛇保留或擴展了其色覺,而pin和鯨類的視線進一步縮小了。彩色視覺。這種對比進一步證明了蛇眼視力的顯著進化多樣性。”
在這項研究中,科學家們說,盡管蛇是從高度可視的蜥蜴中衍生出來的,但它們的色覺有限(通常是兩色調(diào)),這歸因于其早期蛇祖的昏暗光線。
但是,鋒利有毒的橢圓形生物在生態(tài)學上非常多樣,大約有300種陸生物種(例如眼鏡蛇,珊瑚蛇和大班蛇)和63種全海洋海蛇。
為了嘗試確定這種多樣性是如何發(fā)生的,科學家分析了來自亞洲和澳大利亞的田野調(diào)查和歷史博物館藏品等來源的各種陸地和海蛇物種。
他們通過分析視蛋白基因(產(chǎn)生對紫外線和可見光敏感的視覺色素),視網(wǎng)膜感光器和眼鏡片,研究了彈性蛋白光譜敏感性的演變。
他們的結(jié)果表明,與陸生和兩棲親屬相比,海蛇的視覺色素已經(jīng)歷了快速的適應(yīng)性多樣化。
在一個特定的例子中,海蛇的特定血統(tǒng)擴大了其對紫外線-藍色的敏感性。海蛇在海底超過80米的深度覓食,但必須游到水面至少每隔幾個小時呼吸一次。這種擴展的UV-Blue敏感性有助于蛇在海水柱的可變光照條件下看到。
而且,大多數(shù)脊椎動物具有成對的染色體,從而產(chǎn)生相同基因的兩個拷貝。在一些吃水果的靈長類動物中,兩個副本可能略有不同(等位基因),從而導致視覺顏料的光譜特性不同,從而擴大了它們的色覺。這項研究表明,一些海蛇通過紫外線敏感和藍敏感等位基因使用相同的機制來擴展水下視野。
阿德萊德大學副教授兼高級作者凱特·桑德斯博士說:“生物體可以利用同一基因的不同等位基因來適應(yīng)新的環(huán)境條件。靈長類動物的ABO血型是不同等位基因的結(jié)果。盡管對物種的適應(yīng)非常重要,但該機制的報道仍然很少,就視覺而言,它僅在某些靈長類動物的長波長視蛋白上有報道,但我們的研究表明,這與潛水海蛇很有趣。