这里是科学美国人——60秒科学
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几亿年前,一条小鱼在冈瓦纳超级大陆的湖泊和河流里遨游 。冈瓦纳古大陆最终解体,成为我们今天知道的大陆 。而那条鱼的后代,现在被称为慈鲷科鱼类,则继续在非洲和南美洲的淡水中畅游着 。
慈鲷科鱼类拥有一些最不可思议的视觉系统 。人类有三种视色素基因编码,称为视蛋白 。而慈鲷科鱼类有七种 。
“而有趣的是,慈鲷科鱼类品种丰富,它们可以展现出七种基因的不同组合 。一般它们也只展示出三种典型的基因,但不同的物种会展示出七种基因的不同排列组合 。”
丹尼尔·埃科巴·卡马科是马里兰大学帕克分校的生物学家 。
“举例来说,我们有编码蓝色、绿色和红色视蛋白的视蛋白基因,而慈鲷科鱼类有对紫外线、紫色、蓝色、蓝绿、绿色、浅绿和红色敏感的基因 。”
但是选择压力使最后只有部分基因完整保留下来 。
我们已经对非洲慈鲷的视觉系统进行了充分研究,它们生存进化的环境是清澈、安静且拥有充足阳光的蓝色湖面 。我们知道它们保留了能识别短波长光的基因,在光谱中偏蓝端 。而在昏暗潮湿的亚马逊河流域生活的南美慈鲷,大部分时间沐浴在红光和橙光中 。
埃科巴·卡马科分析了三种亚马逊慈稠鱼的DNA:淡水神仙鱼、七彩神仙鱼和奥斯卡鱼,这三种鱼也是家庭水族箱中常见的品种 。他发现,每种鱼都至少完全失去了七种视蛋白基因的其中一种,有些鱼甚至失去了两种基因 。不过它们丢失的基因种类并不相同 。
“有趣的是,它们在视网膜中表达基因,这使它们对长光长敏感 。这与亚马逊流域的光环境是一致的,因为亚马逊流域传输的是长波长 。”
换句话说,亚马逊慈稠鱼对红光和橙色光线最敏感,因为亚马逊河过滤掉了大部分蓝光和绿光,所以这可以说得通 。该研究结果发表在《分子生态学》期刊上 。
这一研究结果与一个名为“敏感度假说”的观点相符,即一种颜色视觉系统通过适应环境中的主导波长而进化 。也就是说,所见即所得 。
谢谢大家收听科学美国人——60秒科学 。我是杰森·古德曼 。
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