מיני נחשי ים עשויים להחזיר לעצמם ראיית צבע

עבור נחשי ים מבוטלים, לראות את עולם נפלא של צבע לא תמיד היה אפשרי. אלה ארסיים נחשי ים שמשוטטים באוקיינוסים של אוסטרליה ואסיה איבדו פעם את ראיית הצבע שלהם, אבל מחקר חדש על הגנום שלהם מגלה שהם פוטנציאליים השיבו את היכולת שלהם לראות פלטת צבעים רחבה יותר ב-100 מיליון האחרונים שנים. הממצאים היו פורסם ב-12 ביולי בכתב העת ביולוגיה ואבולוציה של הגנום, בהוצאת אוניברסיטת אוקספורד.

[קָשׁוּר: מדריך לכל המקומות ללא נחשים.]

עבור בעלי חיים, ראיית צבעים תקינה נקבעת בעיקר על ידי גנים הנקראים חזותית אופסינים. איבודים מרובים של גנים אופסין התרחשו כמו טטרפודים - קבוצה הכוללת דו-חיים, זוחלים ויונקים-התפתחו. הופעתם של גנים חדשים של אופסין היא נדירה משמעותית מאשר איבודם. א מחקר 2020 מצא שכמה מיני נחשים חצי מימיים בסוג Helicops שנמצאו בדרום אמריקה הם הנחשים הידועים היחידים שהחזירו את הגנים הללו לאופסין.

"הנחש הקדמוני, שהוא מין הנחש המקורי, איבד את היכולת לראיית צבע מתקדמת לפני ~110 מיליון שנה. זה היה בגלל שהם כנראה ישבו בסביבות אור עמום שבהן תהיה תפיסה חזותית מוגבל", מחבר שותף במחקר וסטודנט לתואר שלישי באוניברסיטת אדלייד והביולוג הימי אייזק רוזטו מספר

PopSci.

מין נחש קדמון זה חי על היבשה ומאוחר יותר יתפתח לכל מיני הנחשים, כולל נחשי ים. כשהגנים שלהם לראיית צבעים נעלמו, הם יכלו לתפוס רק מגוון מצומצם מאוד של צבעים. עם זאת, סביר להניח שזה התחיל להשתנות כאשר כמה צאצאים מיושנים החלו להשתנות. במהלך 25 ​​מיליון השנים האחרונות, שתי שושלות ארוכות עברו מסביבות יבשתיות לימיות.

עם ה גנום ברצף מלא של הנחש המבטל ביד, הצוות בזה מחקר חדש מאוניברסיטת אדלייד באוסטרליה, אוניברסיטת פלימות' בבריטניה והווייטנאמים האקדמיה למדע וטכנולוגיה בחנה גנים חזותיים של אופסין בחמישה מינים שונים מבחינה אקולוגית של elapid נחשים. אלפידים הם משפחה של כ-300 נחשים ארסיים הכוללים ממבות, קוברה ונחש הים המבטל. התבוננות רחבה יותר במשפחה הזו הציע הזדמנות לחקור את האבולוציה המולקולרית של גנים לראייה.

הצוות מצא כי לנחש הים המבוטל יש כעת ארבעה עותקים שלמים של הגן אופסין SWS1. שניים מהגנים הללו רגישים לאור אולטרה סגול בעל אורכי גל קצרים יותר, ואילו השני שני גנים פיתחו רגישות חדשה לאורכי הגל הארוכים יותר של האור השולטים באוקיינוס בתי גידול.

"צפוי רק אחד [מהגנים האלה]. למיטב ידיעתנו, לכל ~4000 מיני נחשים אחרים בעולם (למעט כמה מיני מסוקים) יש רק אחד מהגנים האלה. החלק המעניין ביותר הוא ששניים מהגנים הללו מאפשרים תפיסה של אור UV, בעוד שני האחרים מאפשרים תפיסה של אור כחול. זה צפוי להגביר באופן דרמטי את הרגישות שלהם לצבעים, מה שיכול להיות שימושי מאוד בסביבות ימיות עם אור בהיר", אומר רוזטו.

המחברים מאמינים שרגישות זו פירושה שלנחשים יכולה להיות הבחנה בצבע המאפשרת להם להבחין בין טורפים לטרף, כמו גם בני זוג נחשים פוטנציאליים על רקע הצבעוני יותר באוקיינוס.

[קָשׁוּר: איך חתולים וכלבים רואים את העולם.]

זה שונה באופן משמעותי מהאבולוציה של אופסינים ביונקים כמו עטלפים, דולפינים ו לווייתנים במהלך המעברים האקולוגיים שלהם. יונקים אלה ראו יותר אובדן אופסין כאשר הם הסתגלו לסביבות אור עמומות ולסביבות מימיות.

"אבותינו הקדמונים הפרימטים פיתחו את ראיית הצבע המתקדמת שאנו נהנים ממנה באמצעות מנגנון דומה. האופסין הרגיש לאורך גל ארוך שלהם שוכפל, ועותק אחד שונה כדי לאפשר תפיסה של אורך גל שונה מהמקור", אומר רוזטו. "הנחשים האלה עשו את אותו הדבר בדיוק, רק עם אופי חזותי שונה ויש עכשיו ארבעה עותקים במקום שניים בלבד. ללא הכפילויות הללו, יכולת ראיית הצבע שלנו (ושלהם) תצטמצם מאוד".