鳥(niǎo)類和海龜中的紅色基因表明恐龍具有鳥(niǎo)類般的色覺(jué)
今年早些時(shí)候,科學(xué)家們利用斑胸草雀精確定位了能使鳥(niǎo)類產(chǎn)生并顯示紅色的基因。現(xiàn)在,一項(xiàng)新的研究表明,同樣的“紅色基因”也存在于海龜中,海龜與鳥(niǎo)類有著共同的古老共同祖先。兩者都與恐龍共同擁有共同的祖先。這種名為CYP2J19的基因允許鳥(niǎo)類和海龜將其日糧中的黃色色素轉(zhuǎn)化為紅色,然后通過(guò)視網(wǎng)膜中的紅色油滴將其用于提高紅色光譜中的色覺(jué)。
鳥(niǎo)類和海龜是唯一存在這些紅色視網(wǎng)膜油滴的四足動(dòng)物或陸地脊椎動(dòng)物。在一些鳥(niǎo)類和一些海龜物種中,由該基因產(chǎn)生的紅色色素也用于外部展示:紅色的喙和羽毛,或者在諸如彩繪龜?shù)任锓N中看到的紅色頸部斑塊和貝殼邊緣。
科學(xué)家們挖掘了各種鳥(niǎo)類和爬行動(dòng)物物種的遺傳數(shù)據(jù),重建了CYP2J19基因的進(jìn)化歷史,并發(fā)現(xiàn)它在古代的古代遺傳學(xué)系 - 烏龜,鳥(niǎo)類和恐龍的祖先譜系中可追溯到數(shù)億年前。
今天發(fā)表在“ 英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)”B期刊上的研究結(jié)果證明,“紅色基因”起源于大約2.5億年前,早于烏龍譜系中的烏龜譜系分裂,并且正好穿過(guò)烏龜和鳥(niǎo)類進(jìn)化。
科學(xué)家們說(shuō),由于恐龍?jiān)诤}斨髲倪@種血統(tǒng)中分離出來(lái)并且與鳥(niǎo)類密切相關(guān),這強(qiáng)烈暗示他們將攜帶CYP2J19基因,并從紅色視網(wǎng)膜油中獲得增強(qiáng)的“紅色視覺(jué)”。
這可能甚至導(dǎo)致一些恐龍產(chǎn)生明亮的紅色色素用于顯示目的以及色覺(jué),如今在一些鳥(niǎo)類和烏龜中所見(jiàn),盡管研究人員說(shuō)這更具投機(jī)性。
“這些研究結(jié)果證明紅色基因起源于龍膽屬譜系,產(chǎn)生紅色用于色覺(jué),并且后來(lái)在鳥(niǎo)類和海龜中獨(dú)立地展開(kāi),以顯示在一些物種的紅色羽毛和貝殼中,從看到紅色到紅色,“資深作者,劍橋大學(xué)動(dòng)物學(xué)系的Nick Mundy博士說(shuō)。
“這種外部發(fā)紅通常被性別選為在配偶中真正高質(zhì)量的'誠(chéng)實(shí)信號(hào)',”他說(shuō)。
先前對(duì)斑胸草雀的研究表明,紅喙與分解體內(nèi)毒素的能力之間存在著可能的聯(lián)系,這表明外部發(fā)紅表明了生理質(zhì)量,并且有證據(jù)表明,紅耳龜?shù)闹才c誠(chéng)實(shí)的信號(hào)有關(guān)。
“CYP2J19基因提供的優(yōu)秀紅色光譜視覺(jué)將幫助雌鳥(niǎo)和海龜選擇最聰明的紅色雄性,”該項(xiàng)目的第一作者,博士生Hanlu Twyman說(shuō)。
眼睛中視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)包括錐形感光細(xì)胞。與哺乳動(dòng)物不同,禽類和烏龜視網(wǎng)膜錐體含有一系列鮮艷的油滴,包括綠色,黃色和紅色。
這些油滴以與相機(jī)鏡頭上的濾光器類似的方式起作用。“通過(guò)過(guò)濾入射光,油滴可以使每個(gè)錐體響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍更大,從而產(chǎn)生更好的色彩靈敏度,”Mundy解釋說(shuō)。
“人類可以區(qū)分一些紅色,如猩紅色和深紅色。但是,例如,鳥(niǎo)類和海龜可以在這兩種色調(diào)之間看到許多中間紅色。我們的工作表明,恐龍也有這種能力看到一個(gè)寬闊的發(fā)紅的光譜,“他說(shuō)。
經(jīng)過(guò)數(shù)百年的進(jìn)化,CYP2J19基因被獨(dú)立部署,在一些鳥(niǎo)類和一些海龜物種的外部展示中產(chǎn)生紅色色素。科學(xué)家表示,他們的數(shù)據(jù)表明CYP2J19可用于恐龍的紅色著色也是可能的。
導(dǎo)致鱗片蜥蜴和蛇的祖先血統(tǒng)在海龜之前從巨龍線分裂,并且如發(fā)現(xiàn)所示,在紅色基因的起源之前。這些爬行動(dòng)物要么缺乏視網(wǎng)膜油滴,要么有黃色和綠色但不是紅色。
然而,鱷魚(yú)的血統(tǒng)在龜背后從龍膽系中分離出來(lái),但鱷魚(yú)似乎已經(jīng)失去了CYP2J19基因,并且在它們的視網(wǎng)膜錐體中沒(méi)有任何顏色的油滴。
Mundy說(shuō)有一些證據(jù)表明,從遺傳過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)夜間物種的視網(wǎng)膜中丟失了油滴,這種假設(shè)適合哺乳動(dòng)物和蛇,鱷魚(yú)也可能如此。
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