鲸鲨视觉的温度依赖性适应

由神户RIKEN生物系统动力学研究中心和大阪大阪都立大学领导的日本研究人员发现，鲸鲨视觉具有任何其他生命形式都看不到的独特温度依赖性适应性。他们在一项题为“鲸鲨视紫红质通过与人类疾病相关的替代品适应深海生活方式”的研究中详细介绍了研究结果，该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

鲸鲨(Rhincodon typus)是地球上最大的鱼类，研究人员可靠地测量了最长的标本，高度为61.7英尺(18.8米)。虽然鲸鲨大部分时间都在海洋阳光照射的表面附近度过，但它们偶尔会访问深海。鲸鲨记录的最深潜水深度为令人印象深刻的1，928米，尽管很难理解为什么。还有其他生物潜入很深的地方寻找食物 - 例如，抹香鲸寻找巨型乌贼，或象海豹寻找深海食物。然而，鲸鲨主要以浮游生物或其他近表面的零食为食，因此它们可能出于明显的“因为它们可以”以外的原因潜水。

该深度的压力很高(2，800 psi 或 191 个大气压)，温度不变为 39°F (4°C)。在地表以下200米处，黑暗包围着深渊，生物发光生命形式的最初迹象。在1，500米深处，唯一可用的光来自生物发光动物。阳光被上面的水散射和吸收，眼睛几乎无法察觉。许多深海生物有巨大的眼睛来补偿，而另一些则完全放弃了眼视觉。

鲸鲨的眼睛是一种奇怪的各种奇怪的改编。牙齿环绕虹膜，眼睛可以缩回头骨，它们拥有“蓝移”视紫红质，使它们能够捕获更多的蓝光。蓝光捕获在深水中很方便，因为蓝光比其他频率穿透得更深。令人费解的问题是：为什么一个大部分时间都在水面附近的生物会有最适合深海的眼睛，而眼睛会使近海的视力变差?

视网膜光感受器的光谱分析揭示了最大吸光度的波长约为478nm。大约480纳米的光是深海环境中最容易获得的，这表明在深海中依赖鲸鲨视觉是一种光感受器调谐形式。这种调整在其他海洋生物身上也见过，但鲸鲨的机制似乎有所不同。

研究人员仔细检查了光感受器的序列排列，与它们最近的鲨鱼亲戚相比。该分析揭示了两个氨基酸位点的变化，仅在鲸鲨中取代，而在先前表征的光谱调谐位点没有取代。无论鲸鲨眼在做什么，都与其他地方看到的有所不同。研究人员发现视网膜光感受器具有多种突变策略，其中一种与人类夜盲症有关。

发现其中一种替代变体是向蓝光光谱转变的主要原因。人类中类似的变异导致一种称为先天性静止性夜盲症的疾病，在弱光情况下视力严重受损。这种变体也被发现在热上不稳定，这意味着它可能因温度而降解。在接近冰点的温度下测试受苦的人类的低光深海能见度将是一个有趣的后续工作，尽管参与者可能会发现这没有多大帮助。

在一个单独的变体位置，鲸鲨眼色素再次被热激活，走向不稳定，在这种情况下，调谐更长的波长。

单独来看，这些热不稳定的基因色素可能被认为是视力的障碍。然而，正如研究人员发现的那样，两者的结合增强了整体视觉稳定性，并允许鲸鲨随着环境光线条件的变化从不同的角度看世界。

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