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为了更好地看到你——鹦鹉的视色素变异现象

为了更好地看到你——鹦鹉的视色素变异现象

一般而言,世界上的鸟类都依靠五颜六色的羽毛来识别和评估它们的雄性亲属。那么它们一定具有某种辨色力,这是如何形成的呢?原来,鸟类利用视锥细胞中的四种视色素来察看颜色,除此之外,还有一种杆状色素细胞用于暗光下的视觉识别。每种视色素细胞都由五种视蛋白(分别是 LWS、SW1、SWS2、 RH2 和 RH1 )和一种生色团组成,并且不同的色素细胞能够对应吸收一种特定谱区的光波波长。对于某些非鸟类物种而言,这些视色素细胞的光谱敏感性伴随着体色的进化而进化,在同一种类中,还会出现个体差异。但奇怪的是,当追溯过往的所有研究时,结果都表明:鸟类的视色素细胞几乎没发生什么变化,甚至在某些特殊种族中变化更微小。到底是不是这样呢?为了进一步探究这个疑问,两位均来自澳洲的研究者——迪肯大学(DeakinUniversity)的 Ben Knott 和西澳大学(University of Western Australia)的 Wayne Davies 将视线投在了一种奇特的红草鹦鹉(Platycercus elegans)身上。这种鹦鹉的羽色范围可从红色跨至黄色,可谓缤纷艳丽。

首先,研究小组通过分离可表达五种不同色素的视杆细胞和视锥细胞,来区分鹦鹉的不同视色素细胞对光波的敏感性。不出他们所料,这五种不同的色素细胞能吸收的光谱区域跨度从可见光谱中的紫外线谱区直至红外线谱区末端。接着,他们继续对视蛋白进行更为细致的区分,并对五种视蛋白的 mRNA 模板进行测序。结果依然不出他们所料,五种蛋白之中的三种(LWS,SWS1 和 SWS2)变化不大,且与其它鸟类体内所发现的视蛋白相似。不过,红草鹦鹉体内的 RH1 和 RH2 视蛋白则与其它鸟类的明显不同,可能是由于前者具有扩展的羧基末端。而且, RH2 视蛋白的变化更为明显,表现在其具有能编码短突变体、中等突变体和长突变体的 mRNA 模板。据此,研究小组猜测,鹦鹉可能就是通过控制 RH2 视蛋白的规模,来产生调节视锥细胞(含有 RH2 视色素细胞)光谱敏感性的能力,从而帮助它们更清晰地分辨光谱中的黄色和红色部分。当然,这个理论还需要验证,但目前看来,鸟类的视色素变异似乎比我们当前想象的还要多。也许研究最终会有出人意料的结果,谁知道呢?

原文检索:

Ben Knott, Wayne I. L. Davies, Livia S. Carvalho, Mathew L. Berg, Katherine L. Buchanan, James K. Bowmaker, Andrew T. D. Bennett and David M. Hunt. How parrots see their colours: novelty in the visual pigments of Platycercus elegans. J Exp Biol., December 1, 2013; doi: 10.1242/jeb.094136


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