蝙蝠洞穴居住的夜間習(xí)慣可以增強(qiáng)他們的回聲定位能力，但也會(huì)刺激他們失去視力嗎?由BrunoSimões，Emma Teeling及其同事領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究，在大量不同種類的蝙蝠物種的色覺視覺基因的演變中研究了這個(gè)問題。

他們表明，“盲目蝙蝠”這種流行的表達(dá)方式并不適用。有些蝙蝠擁有最先進(jìn)的類型的回聲定位似乎已經(jīng)成交UV視覺精致的聽證會(huì)，并沒有回聲定位，但生活在洞穴中的蝙蝠一切也失去了視力紫外線。這表明并非所有的蝙蝠都是盲目的，但有些蝙蝠肯定會(huì)選擇其他感官而非視力。

“蝙蝠的感官能力長期以來一直是進(jìn)化生物學(xué)家著迷的源泉，”該研究的通訊作者艾瑪·泰林說，該研究出現(xiàn)在“ 分子生物學(xué)與進(jìn)化 ”雜志的高級(jí)在線版中。“利用系統(tǒng)發(fā)育學(xué)和分子生物學(xué)，我們現(xiàn)在能夠更深入地研究獲得回聲定位和夜間活動(dòng)的進(jìn)化價(jià)格。”

蝙蝠不僅是唯一可以真正飛行的哺乳動(dòng)物，也是唯一依靠回聲定位在黑暗中尋找獵物的人?？茖W(xué)家們長期以來一直認(rèn)為，由于獲得了這種獨(dú)特的夜間感覺適應(yīng)性，因此對(duì)蝙蝠視覺進(jìn)行了權(quán)衡。

為了更好地理解這些權(quán)衡的來源，研究小組進(jìn)行了DNA測(cè)序并分析了蝙蝠中的關(guān)鍵視覺基因，包括SWS1(短波長敏感，藍(lán)光/紫外光)和MWS / LWS(中波長或長波敏感，適用于綠色，黃色和紅色光)視蛋白基因。

一個(gè)視蛋白基因的工作是制造光敏視網(wǎng)膜蛋白，它可以將光子變成視線，看到特定的波長。該研究小組的視蛋白基因分析調(diào)查了迄今為止最大的蝙蝠數(shù)據(jù)集，代表了21個(gè)現(xiàn)有家庭中的20個(gè)，這些家庭主要選擇其多樣化的回聲定位類型和生態(tài)位。

在這項(xiàng)研究中，作者已經(jīng)證明，在所檢查的111種物種中，SWS1基因功能的喪失在蝙蝠中比以前認(rèn)為的更為常見，并表明這可能與洞穴棲息的采用有關(guān)，這可能追溯到近3000萬年前。他們?cè)隍鸹蚪M中發(fā)現(xiàn)了影響SWS1基因功能的各種突變，在兩個(gè)物種中發(fā)現(xiàn)了完全無功能的基因。

總體而言，在所檢查的111種物種中的26種中，在藍(lán)光/紫外波長下完全失去短波長可見光的視覺中發(fā)生了光譜微調(diào)。他們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于大多數(shù)舊世界，洞穴棲息蝙蝠都有一個(gè)無功能的SWS1視蛋白。

然而，發(fā)現(xiàn)對(duì)藍(lán)色敏感的SWS1視蛋白基因的選擇在蝙蝠物種之間存在顯著差異。研究小組發(fā)現(xiàn)了多種基因突變的證據(jù)，其中不同的蝙蝠物種已失去SWS1基因的功能。為了識(shí)別這些遺傳根，他們利用系統(tǒng)發(fā)育分析建立了基于SWS1結(jié)果的基因樹，并比較了不同生態(tài)位之間的選擇特征，如回聲定位與非回聲定位物種以及洞穴棲息與非洞穴棲息。

“我們的工作支持以前的假設(shè)，這些假設(shè)表明SWS1視蛋白的假性化[或丟失]可能與采用先進(jìn)的回聲定位(高效循環(huán))和洞穴棲息習(xí)慣有關(guān)，”Teeling說。

當(dāng)SWS1基因存在并起作用時(shí)，作者證實(shí)它使蝙蝠能夠在紫外線下觀察。

“我們對(duì)祖先和現(xiàn)存蝙蝠物種中SWS1視蛋白基因的光敏感性的11個(gè)位點(diǎn)的光譜調(diào)整分析，為蝙蝠中紫外線視覺的存在提供了進(jìn)一步的支持，”Teeling說。“在封閉的樹冠，森林棲息的哺乳動(dòng)物中，紫外線敏感的SWS1視蛋白與夜間生活方式有關(guān)。此外，我們的結(jié)果表明，這種視覺色素在所有蝙蝠中都是紫外線敏感的，因?yàn)樗鼈兪紫扰c其他胎盤哺乳動(dòng)物分開約78 MYA。 “

重要的是，新數(shù)據(jù)清楚地表明，SWS1基因功能的喪失并不總是與先前回聲定位的獲得有關(guān)，正如之前所建議的那樣。

對(duì)于其他視覺基因，他們發(fā)現(xiàn)在所檢查的45種物種中，MWS / LWS視蛋白基因在譜系中高度保守，并且在強(qiáng)大的進(jìn)化壓力下維持其功能。

“我們對(duì)負(fù)責(zé)λmax的5個(gè)氨基酸位點(diǎn)的光譜調(diào)諧分析表明，大多數(shù)蝙蝠MWS / LWS視覺色素都被調(diào)諧到長波長(~555-560nm)，”Teeling說。“這表明盡管獲得了喉部回聲定位和長期的夜間活動(dòng)，MWS / LWS視蛋白基因在蝙蝠的強(qiáng)大功能限制下進(jìn)化。”

“蝙蝠不是盲目的，大多數(shù)物種能夠在紫外線和中間范圍內(nèi)看到色譜。這表明，即使在回聲定位，夜間蝙蝠中，視覺仍然是感官知覺的重要手段。但是，獲得最先進(jìn)的蝙蝠?；芈暥ㄎ活愋痛_實(shí)與大多數(shù)蝙蝠的紫外線視覺喪失相吻合，令人驚訝的是，洞穴棲息會(huì)驅(qū)使非回聲定位譜系中的紫外線視覺喪失。這表明感覺權(quán)衡更加復(fù)雜，以前認(rèn)為并且蝙蝠仍然會(huì)使迷人的受試者了解哺乳動(dòng)物感官的演變!“

這項(xiàng)研究為正在進(jìn)行的關(guān)于夜間動(dòng)物色覺重要性的科學(xué)辯論做出了巨大貢獻(xiàn)。