僅僅一個分子就能讓我們看到比寵物多數(shù)百萬種顏色

很難通過別人的眼睛想象世界，尤其是不同的動物。但一項新研究使用實驗室培養(yǎng)的人類視網(wǎng)膜表明，即使在不同的人之間，我們的視力也非常多樣化。

這可能與紅色和綠色視錐細(xì)胞在我們的視網(wǎng)膜中形成的方式有關(guān)。錐是脊椎動物眼睛中的感光細(xì)胞;它們對不同波長的綜合響應(yīng)使色覺成為可能。

人類和一些密切相關(guān)的靈長類動物是已知的僅有的可以看到紅色、綠色和藍(lán)色的哺乳動物。

其他動物也可以看到紅色，比如許多鳥類和一些昆蟲.動物的視覺類型與它與產(chǎn)生果實和花朵的植物的進(jìn)化密切相關(guān)。例如，這種能力非常有用，可以在茂密的綠色樹冠中發(fā)現(xiàn)成熟的紅蘋果。

另一個哺乳動物的異常值能夠看到紅色是蜂蜜負(fù)鼠（盤狀骨).這種澳大利亞有袋動物傳粉者具有類似鳥類的能力，可以從臉紅的班克斯中探查花蜜，這是一個引人入勝的例子趨同演進(jìn).

我們的紅色和綠色視錐細(xì)胞基本相同，但化學(xué)成分略有不同，以確定它們會檢測到哪種顏色。一種叫做視蛋白有兩種不同的“口味”，對紅色敏感或?qū)G色敏感，它們的遺傳“配方”并排位于 X 染色體上。

因此，它們很容易在重組中混淆，從而導(dǎo)致先天性紅綠色盲.

現(xiàn)在，新的研究提供了一些清晰的信息，即那些關(guān)鍵的視覺定義成分 - 僅構(gòu)成編碼這些蛋白質(zhì)的基因之間4%的差異 - 實際上是什么。

我們以前認(rèn)為錐細(xì)胞的測定基本上是隨機(jī)的，盡管最近的研究指出甲狀腺水平起著一定的作用。

但是，來自約翰霍普金斯大學(xué)和華盛頓大學(xué)的一個研究小組發(fā)現(xiàn)，一種分子的水平來源于維生素一個叫視黃酸決定紅綠錐體的成敗，至少在實驗室培養(yǎng)的視網(wǎng)膜的情況下是這樣。

“這些視網(wǎng)膜類器官讓我們第一次研究了這種非常人類特有的特征。說約翰霍普金斯大學(xué)的發(fā)育生物學(xué)家羅伯特·約翰斯頓?！斑@是一個巨大的問題，是什么讓我們成為人類，是什么讓我們與眾不同。

在實驗室中，視網(wǎng)膜在早期發(fā)育期間（前 60 天）暴露于更多的視黃酸，導(dǎo)致整個視錐細(xì)胞的綠色視錐細(xì)胞比例更高。類器官200 天后，暴露于低水平酸的未成熟視錐細(xì)胞后來發(fā)展成紅色視錐細(xì)胞。

時機(jī)也很重要。如果在 130 天后引入視黃酸，效果與根本沒有添加任何視黃酸相同。這表明酸很早就決定了錐體類型，并且不能導(dǎo)致紅色視錐細(xì)胞“切換”為已經(jīng)成熟的綠色視錐細(xì)胞。

所有實驗室培養(yǎng)的視網(wǎng)膜都具有相似的視錐細(xì)胞密度，這使得研究小組能夠排除視錐細(xì)胞死亡影響紅色與綠色比例的可能性。

發(fā)育生物學(xué)家莎拉·哈迪尼亞克（Sarah Hadyniak）在約翰霍普金斯大學(xué)（Johns Hopkins University）與人合著了這項研究。說他們的發(fā)現(xiàn)對于弄清楚視黃酸如何作用于基因具有重要意義。

為了了解這可能對人類視力產(chǎn)生多大影響，研究人員研究了738名沒有色覺缺陷跡象的成年男性的視網(wǎng)膜。

研究人員對這一組中紅/綠錐體比例的自然變化感到驚訝。

“看到人類的綠色和紅色錐體比例如何變化是這項新研究最令人驚訝的發(fā)現(xiàn)之一”，Hadyniak說.

目前尚不清楚如何在不影響視力變化的情況下發(fā)生如此大的變化。飾演 Johnston放“如果這些類型的細(xì)胞決定了人類手臂的長度，那么不同的比例將產(chǎn)生驚人的手臂長度。

這項研究發(fā)表在PLOS生物學(xué)。

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