研究表明:幼年斑马鱼对物体有不同的颜色感知力的视觉

文章作者:bianji3 | 2018-06-26
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       斑马鱼和人类基因有着87%的高度同源性,作为模式生物的优势很突出,这意味着其实验结果大多数情况下适用于人体。常可用于水质环境的监测。斑马鱼也是比较好养的一种鱼。斑马鱼因为它具有自我修复破损视网膜的独特能力。人类视网膜中也拥有类似斑马鱼能够修复视网膜的细胞,并计划在5年内将研究结果用于失明患者治疗,让他们重见光明,这可能有助于治疗因视网膜受损引起的失明。

  幼年斑马鱼的视觉示意图。幼年斑马鱼眼睛中观察水平或下方物体的部分主要能看到三种颜色加紫外光,而观察上方物体的部分则主要看到黑白和紫外光  幼年斑马鱼的视觉示意图。幼年斑马鱼眼睛中观察水平或下方物体的部分主要能看到三种颜色加紫外光,而观察上方物体的部分则主要看到黑白和紫外光

成年斑马鱼成年斑马鱼

  据报道,人类具有面向前方,能够转动的眼睛。想象一下,如果人类在演化史中无法上、下摆动头部,那我们眼中的世界会与现在看到的有何不同?斑马鱼的幼鱼是科学研究中经常使用的模式生物,具有与我们完全不同的视觉系统,它们或许能帮助我们回答这一问题。

  在近期发表于《当代生物学》(Current Biology)杂志的一篇论文中,作者写道:“我们在此展示了斑马鱼利用各向异性的视网膜对自然视觉世界所进行的不对称观察。”在它们的360度四色视觉中,上和下看起来非常不同。

  那么,它们是如何做到的?研究人员在印度西孟加拉邦沿海的6个地点,对31个浅水的斑马鱼栖息地进行了调查,并拍摄图片以确定斑马鱼幼鱼眼睛通常看到的景象。根据研究数据,科学家提出了3个假说:斑马鱼眼睛的上半部看到的颜色较少;斑马鱼能在紫外光下看到它们的猎物;以及斑马鱼能在前方和下方看到4种颜色(在红、绿、蓝三原色基础上加上紫外光)。

  四色视觉(Tetrachromacy)指生物体拥有4种独立的感光通道,或眼球中具有4种感知颜色的视锥细胞(比人类多出感知紫外线的锥状细胞)。大部分鸟类具有四色视觉。

  研究人员回到实验室,开始验证这些假说。他们培育出基因改造的斑马鱼,使鱼眼睛中的光感受器能在观察相应颜色的光时发出荧光。接着,研究团队将鱼体固定并注入一种化学物质,使它们的眼睛无法移动,然后用不同颜色的光照射鱼的眼睛,测量光感受器的反应。

  结果显示,研究人员的假说似乎是对的。“我们已经证明,幼年斑马鱼的内视网膜回路在多个层次上与它们的自然视觉环境非常匹配,”研究人员在论文中写道。幼年斑马鱼眼睛中观察水平或下方物体的部分主要能看到三种颜色加紫外光,而观察上方物体的部分则主要看到黑白和紫外光。

  当然,我们不是斑马鱼,因此也无法真正了解它们眼中的世界到底是什么样子。不过,从眼睛中光受体的布局来看,它们所看到的显然与我们看到的非常不同。

   研究人员指出,还有许多问题需要解决,比如了解幼鱼如何利用这些视觉信息,以及行为更加复杂的成鱼是否具有相似的视觉。此外,论文还指出,他们无法直接测量绿光的感受器,必须用排除其他颜色反应的方法进行一些数学计算。

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