Как эволюция изменила зрение китов и дельфинов
Исследователи из Университета Торонто изучили, как ген белка родопсина эволюционировал у китов и дельфинов по сравнению с наземными млекопитающими. Их работа напрямую связала генетические изменения, вызванные естественным отбором, с измеримыми функциональными адаптациями для подводного зрения.
Ключевые выводы
- Родопсин — светочувствительный белок в палочках сетчатки, критически важен для зрения в условиях слабого освещения, характерных для глубин океана.
- Естественный отбор действовал на ген родопсина у китообразных. Естественно отобранные мутации смещают спектральную чувствительность белка в синюю область.
- Это адаптация к подводной среде, где свет быстро затухает с глубиной, а основная часть спектра — синяя. Повышенная чувствительность к синему свету помогает китам, особенно глубоководным ныряльщикам (например, кашалотам), эффективнее использовать скудное освещение для охоты.
Методология
Исследование сочеталось:
- Вычислительные методы (биоинформатика и эволюционная статистика) — для выявления участков гена родопсина, находящихся под давлением естественного отбора.
- Экспериментальные методы in vitro — для измерения функциональных последствий мутаций. В качестве модельного объекта использовался родопсин косатки.
Значение работы
Это одно из первых исследований эволюции китов, которое напрямую демонстрирует связь между паттернами естественного отбора на генетическом уровне и конкретным, измеримым изменением функции белка, важным для выживания.
Публикация: Результаты опубликованы 20 октября 2015 года в журнале Molecular Biology and Evolution (Advance Access). Исследование было представлено на конференции Общества морских маммологов 17 декабря 2015 года. Финансирование предоставлено NSERC (Канада).