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探索彩色视觉演化的奥秘:鲨鱼竟然是色盲

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澳洲昆士兰大学(University of Queensland)的科学家们对软骨鱼类的色觉系统进行了深入研究,他们惊讶地发现,虽然鳐鱼拥有全彩色视觉,但鲨鱼居然全部都是色盲。同时,他们的发现还让我们对色觉演化有了新的认识。相关文章发表在《生物学通讯》(Biology Letters)杂志上。

之前的研究大多集中于视蛋白的组成。视蛋白存在于视觉细胞中,分为两大类:视锥蛋白和视杆蛋白。视杆蛋白能在低光照下工作,但不能辨别颜色;视锥蛋白只能在光照较好的环境下工作,可以识别颜色。拥有彩色视觉,需要多种视蛋白的参与。前人发现,某些鳐类有多种视锥蛋白和视杆蛋白,因此它们的世界是彩色的;而鲨鱼只有一种视锥蛋白,无法辨识所有颜色。

为验证鲨鱼是否真的不能辨别颜色,昆士兰大学的S.Theiss博士及其合作者分离出了两种鲨鱼——斑纹须鲨(Orectolobus maculatus)和妆饰须鲨(Orectolobu ornatus)的视蛋白基因,发现它们都只有一种视锥蛋白,因此它们的世界是一片明暗相间的灰色阴影。

探索彩色视觉演化的奥秘:鲨鱼竟然是色盲

须鲨是一类底栖鲨鱼

这一发现填补了彩色视觉演化研究的空白。

“最早的脊椎动物是拥有彩色视觉的,但在演化过程中,某些类群丢失了这一功能,”研究者之一、西澳大利亚大学的N.Hart说。“现在大部分鱼类都有彩色视觉,但某些大型水生掠食动物,如鲨鱼、鲸、海豚和海豹,却失去了彩色视觉。”

根据自身与观察对象距离的远近,鲨鱼利用不同的感官去感知对方,只有当对象非常近的时候,它们才依赖视觉作出反应。

新的研究还阐明了在基因层面,须鲨的视觉系统是怎样演化,使得须鲨适应其特殊的生活环境的。“须鲨的有趣之处在于它与大多数鲨鱼的捕食方式不同,须鲨将自己埋在海底沙中,以突袭方式捕捉猎物,”Hart介绍说。“须鲨的视觉系统富有视杆蛋白,帮助它们在幽暗的环境中视物如白昼。”而它们仅有的一种视锥蛋白,可以保证即使在海底也能发现伪装的猎物。

这一发现可以减少人们对鲨鱼的误捕。“如果能依据鲨鱼的视觉特点来设计鱼饵,让它们不那么容易被鲨鱼看到,就可以避免滥捕鲨鱼了。另外我们还可以设计不易吸引鲨鱼的潜水服,让潜水员们安全地在水下工作。”Hart说

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