提出了“感覺代償”的感官進化新機制,揭示了蝙蝠的視覺世界
習慣于夜行生活的蝙蝠,其敏銳的聽覺和準確的回聲定位能力令人驚訝,其視覺能力會因其夜行生活而導致退化嗎?對此,由華東師范大學生命科學學院分子生態與進化實驗室張樹義教授與英國、愛爾蘭學者聯合課題組,大膽挑戰“弱光環境促使動物視覺退化”的傳統經典理論,提出了“感覺代償”的感官進化新機制,揭示了蝙蝠的視覺世界。該研究成果5月26日在美國國家科學院院(PNAS)上在線發表。
蝙蝠精準的回聲定位能力是哺乳動物界最發達的感覺形式之一。蝙蝠“家族”分為兩支,一支是回聲定位蝙蝠,主要以昆蟲為食,眼睛微小;另一支是非回聲定位蝙蝠,眼睛較大,以果實為食,被稱為“舊大陸果蝠”。回聲定位蝙蝠又分為“調頻蝙蝠”和“恒頻蝙蝠”兩類。
課題組研究發現,雖然蝙蝠的夜行生活歷史長達至少5200萬年,但大部分蝙蝠仍然與多數哺乳動物一樣具有“雙色覺”,可以相應地看到紫外光和紅光。而且非回聲定位蝙蝠(舊大陸果蝠)和回聲定位蝙蝠在色覺能力上并沒有明顯差異。
課題組首次提供了基因表達的數據,開發出一種重建祖先終止密碼子的算法,并基于這種新的研究方法,對部分蝙蝠視覺退化的原因做出解釋:舊大陸果蝠原本生活在樹上,進化過程中有小部分棲息地變為基本無光的洞穴,長此以往導致這部分舊大陸果蝠視覺發生退化。但對恒頻蝙蝠而言,視覺退化的根本原因在于它具有一種更發達的回聲定位能力。發達的聽覺使恒頻蝙蝠不再需要發達的視覺,進而引起視覺退化。為適應生存環境,一種感覺形式的退化也會引起其他感覺形式的代償性增強。這就如同盲人在喪失了視覺能力之后,觸覺、聽覺等其他感覺能力會有所增強。感覺代償進化機制的提出,對于動物感覺系統的進化和夜行生活的研究具有重要的指導意義。
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