拟刺鱼视觉系统进化:适应环境光照的分子机制

拟刺鱼,一种广泛分布于非洲和南美洲淡水水域的鱼类,进化出了令人瞩目的视觉系统,使其能够适应截然不同的光照环境。
与人类拥有三种视觉色素基因(opsins)不同,拟刺鱼拥有七种。关键在于,它们能够根据所处环境选择性地表达这些基因中的一部分。例如,生活在非洲清澈、阳光充足、以蓝光为主的水域的非洲拟刺鱼,倾向于保留和表达对短波长光敏感的基因。
相比之下,栖息于巴西亚马逊盆地浑浊水域的南美拟刺鱼,其生存环境以红橙色光为主。研究发现,亚马逊拟刺鱼(如神仙鱼、七彩神仙鱼和龙鱼)会丢失部分视觉色素基因,但它们会优先保留和表达对长波长光(红橙色)敏感的基因。这一现象符合“敏感性假说”,即生物体的视觉系统会向环境中占主导地位的光波长方向进化。
这一发现揭示了基因表达的灵活性在物种适应性进化中的核心作用,为理解视觉感知的分子基础提供了重要依据。
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