Американские ученые наткнулись на удивительное ночное существо, которое за миллионы лет эволюции в темноте не потеряло способности к различению цветов – по крайней мере, генетически. Исследования могут объяснить особенности цветного зрения человека, однако пока ставят больше вопросов, чем дают ответов.
Человеческий глаз различает множество оттенков различных цветов, однако комбинируются они всего из трех составляющих. Трихроматическое (трехцветовое) зрение обеспечивают белки опсины, которые находятся в колбочках глазной сетчатки, чувствительных к красному, зеленому и синему цветам. Наличие трех генов, кодирующих эти белки, объясняет все вариации хроматического зрения у человека. Вопрос в том, как эти вариации сформировались и стали наиболее распространенными.
Удивительно, что гены, кодирующие «красный» и «зеленый» опсины, находятся в половой («женской») X-хромосоме. Мужчины не имеют второй, «контрольной» копии этих генов (наличие второй X-хромосомы сделало бы их женщинами), поэтому чаще страдают нарушениями зрения из-за генетических мутаций. Причины, по которым природа поместила гены цветовосприятия в женскую хромосому, до сих пор не ясны.
Предполагается, что это стало результатом «естественного отбора», однако объяснить, почему и когда различение цветов стало более важным для женщин, не удается. По одной из версий, самкам человеческих предков приходилось больше самцов заниматься сбором плодов. Цветное зрение было жизненно важно, чтобы отличать съедобные фрукты от ядовитых.
Человеческий вариант цветового зрения появился лишь у приматов, в процессе эволюции животные то теряли, то вновь обретали возможность различать цвета. Эволюция произвела животных с двух-, трех-, четырех- и пятицветным зрением. «Чемпионом» цветового зрения можно назвать один из видов раков-богомолов – у них 12 приемников.
Пытаясь разобраться в эволюции происхождении цветового зрения человека, Брайан Верелли, Джордж Перри и Роберт Мартин из Института биодизайна в штате Аризона изучили ДНК редкого и необычного животного – мадагаскарской руконожки, или айе-айе. Эти приматы подотряда полуобезьян отделились от группы настоящих обезьян, к которой принадлежит человек, около 60 миллионов лет назад. Ученые надеялись, что, изучив айе-айе, смогут понять, как восприятие цвета эволюционировало у предков человека.
В соответствии с доминирующей теорией, приматы, ведущие ночной образ жизни, не могут на практике использовать свою способность к различению цветов, и ответственные за цветовосприятие гены должны были многократно мутировать и деградировать в процессе эволюции. Колбочки, отвечающие в глазу за цветное зрение, в сотни раз менее чувствительны, чем палочки, и по ночам не работают. Отсюда и «в темноте все кошки серы».
Изучение руконожек оказалось весьма непростой задачей. Поскольку животные находятся под угрозой вымирания – в мире их осталось лишь несколько десятков, у исследователей не было возможности получить образцы ДНК особей, обитающих в дикой природе. В поисках объектов исследования им пришлось обратиться к немногочисленным коллегам, в чьем распоряжении находятся эти необычные ночные жители. В результате удалось добыть образцы ДНК восьми редких зверьков.
Проведение анализов длилось полтора года: полученные результаты оказались столь ошеломительными, что ученые перепроверили их дважды.
«Исследуя гены, ответственные за цветовое зрение у руконожек, мы обнаружили, что они практически не деградировали, – говорит Верелли. – В гене чувствительного к зеленому цвету опсина мы вообще не обнаружили ни единой мутации. Все гены выглядят полностью функциональными, и это полностью противоречит нашим представлениям об эволюции хроматического зрения у млекопитающих, ведущих ночной образ жизни».
Авторы исследования, опубликованного в Molecular Biology and Evolution, планируют далее выяснить, могут ли в действительности руконожки различать цвета. Они также намерены провести молекулярные исследования опсинов руконожек, чтобы сравнить их с аналогичными белками тех приматов, которые не отличаются ночной активностью.
Газета.ру
