研究發現海蛇經歷了明顯的視覺進化
科學家發現,由於生活在鮮豔的海洋環境中,海蛇的色覺得到了增強。一個研究海蛇遺傳歷史的國際科學家小組發現,由於生活在更明亮、更多彩的海洋環境中,海蛇的色覺得到了增強。
領導這項研究的阿德萊德大學生物科學學院博士生Isaac Rossetto說:”我們的研究發現,環紋海蛇擁有4個完整的視蛋白基因SWS1拷貝。其中兩個基因具有祖先對紫外線的敏感性,另外兩個基因則進化出了對海洋棲息地中占主導地位的較長波長的新敏感性。最早的蛇類由於在暗光下穴居的生活方式而喪失了大部分觀察顏色的能力。然而,它們的海蛇後代現在佔據著更明亮、光譜更複雜的海洋環境。我們認為,最近的基因複制極大地擴展了海蛇能夠看到的顏色範圍”。
研究小組研究了已發表的參考基因組,考察了五個生態學上不同的伶蛇物種的視覺視蛋白基因。他們研究了環紋海蛇(Hydrophis cyanocinctus)的基因數據,這是一種發現於澳大利亞和亞洲熱帶和亞熱帶地區的毒蛇。
研究小組成員包括來自阿德萊德大學、普利茅斯大學和越南科學技術研究院的科學家。他們將研究結果發表在《基因組生物學與進化》(Genome Biology and Evolution)雜誌上。
Hydrophis cyanocinctus 圖/Parviz Ghezellou
許多動物在適應新的棲息地的過程中,在其譜系歷史中失去了眼瞼蛋白,但眼瞼蛋白增加的情況卻非常罕見。
Rossetto說:”人類對顏色的敏感度同樣有所提高,而貓和狗則部分色盲,這與早期的蛇類很相似。當其他陸地向海洋過渡的動物出現相反的情況時,這些蛇的視蛋白卻出現了增殖和多樣化,這是非常獨特和有趣的。基本上,在爬行動物中只有這一個案例讓我們認為發生了這種情況”。
2020年首次公佈的Hydrophis蛇的色覺證據在半水棲的Helicops蛇中也記錄到了新獲得的色視蛋白,但這項新研究表明,這是基因複製而非基因多態性的結果。這意味著擴大的色覺在該物種中比最初想像的更為普遍。
“基因多態性有點像抽籤–只有某些個體才會有這種擴展的色彩敏感性。但現在我們知道,有多個基因拷貝已經發生了分化,因此這些物種的所有成員都有可能出現色覺,”Rossetto說。