為了看清海底，海蛇改良了自己的基因

2023-03-31 10:18:34

海蛇的視力在數百萬代人的時間裡得到了提高。

一項新的研究表明，自從1500萬年前首次進入海洋環境以來，海蛇一直在進化以適應不斷變化的光照條件。

照片攝於普利茅斯大學布魯諾·西蒙斯

普利茅斯大學(英國)領導的研究提供了第一個證據，證明海蛇物種會在什麼頻率、什麼時間和什麼地方適應顏色變化。

這表明海蛇已經在數百萬代人的時間裡提高了它們的視力，使它們能夠適應新的環境，這意味著它們可以在深海中看到獵物和天敵。

出乎意料的是，發表在《現代生物學》上的一項研究還表明，潛水海蛇具有其他蛇或海洋哺乳動物所沒有的獨特適應性。相反，一些吃水果的靈長類動物有這樣的適應性。

這項研究由普利茅斯大學動物生物學講師布魯納西斯博士領導，來自英國、澳大利亞、丹麥、孟加拉國和加拿大的科學家也參加了研究。

英國布里斯托大學瑪麗·斯克洛道斯卡-居裡組織和澳大利亞阿德萊德大學的前全球研究員西莫斯博士說:「在自然界，物種顯然必須適應環境的變化。然而，令人驚訝的是海蛇的視力在不到1500萬年的時間裡變化如此之快。與陸地和兩棲蛇類相比，海蛇的多樣性可能證明它們生活的環境是一個巨大的挑戰，它們必須不斷適應才能生存。」

照片攝於普利茅斯大學布魯諾·西蒙斯

「我們的研究還表明，在從陸地向海洋過渡的過程中，蛇和哺乳動物的視力進化是非常不同的。與陸地上的同類相比，海蛇保留或擴大了它們的色覺，而海豹和鯨目動物等鰭狀肢的色覺範圍進一步縮小。這種比較進一步證明了蛇眼視覺顯著的進化多樣性。」

在這項研究中，科學家說，雖然蛇是視力極好的蜥蜴的後代，但它們的顏色感知能力有限，通常只有兩種顏色，因為早期蛇的祖先生活在昏暗的光線下。

然而，有毒牙的蛇類在生態上非常多樣。世界上大約有300種陸生蛇，包括眼鏡蛇、珊瑚蛇和大盤蛇。此外，有63種海蛇完全生活在海裡。

為了確定這種多樣性是如何產生的，科學家們通過實地調查和來自亞洲和澳大利亞的博物館藏品分析了各種陸棲和海蛇物種。

他們通過分析光蛋白基因、視網膜光感受器和目鏡來研究彈性蛋白光譜敏感性的進化，這些光感受器和目鏡產生對紫外線和可見光敏感的視覺色素。

結果表明，與陸生和兩棲類相比，海蛇的視覺色素經歷了快速的適應性變化。

在一個具體的例子中，一條特定血統的海蛇增加了它對藍色紫外線的敏感度。海蛇在海底下80米處進食，但它們必須遊到水面，至少每隔幾個小時呼吸一次。這種對藍色紫外線敏感度的增加有助於蛇在海水柱中不同的光線條件下看得更清楚。

此外，大多數脊椎動物都有產生兩個相同基因的染色體對。在吃水果的靈長類動物中，這兩個等位基因可能略有不同，這將導致視覺色素的不同光譜特徵，從而達到擴大顏色感知的效果。這項研究表明，一些海蛇利用同樣的機制，通過紫外線敏感和藍色敏感的等位基因來擴大水下視覺。

阿德萊德大學的副教授和資深作者凱特·桑德斯博士說:「生物可以利用同一基因的不同等位基因來適應新的環境條件。靈長類動物的ABO血型是同一基因不同等位基因的結果。然而，儘管等位基因對物種適應非常重要，但關於這一機制的報導仍然很少。就視覺而言，相關報告僅關注某些靈長類動物的長波視蛋白，但我們的研究表明，這一機制也適用於潛水海蛇。」

蝌蚪工作人員編譯自scitechdaily，譯者青空燕子，轉載必須授權