Початковий вид змій втратив здатність бачити сучасний колір 110 мільйонів років тому.
Для кільчастих морських змій, бачачи дивовижний кольоровий світ не завжди було можливо. Ці отруйні морські змії які блукають океанами Австралії та Азії колись втратили кольоровий зір, але нове дослідження їхніх геномів показує що вони потенційно відновили свою здатність бачити ширшу палітру кольорів за останні 100 мільйонів років. Висновки були опубліковано 12 липня в журн Біологія геному та еволюція, опублікований Oxford University Press.
[Пов’язані: Путівник по всіх місцях, де немає змій.]
У тварин нормальний кольоровий зір здебільшого визначається генами, які називаються візуальними опсини. Відбулися численні втрати генів опсинів чотириногі — група земноводних, рептилій і ссавців— еволюціонували. Поява нових генів опсина значно рідше, ніж їх втрата. А 2020 дослідження виявили, що деякі напівводні види змій з роду Helicops, знайдені в Південній Америці, є єдиними відомими зміями, які відновили ці гени опсину.
«Змія-предок, яка є вихідним видом змії, втратила здатність до вдосконаленого кольорового зору приблизно 110 мільйонів років тому. Це було тому, що вони, ймовірно, жили в умовах тьмяного освітлення, де було б візуальне сприйняття обмежено», співавтор дослідження та аспірант університету Аделаїди та морський біолог Ісаак Розеттео розповідає PopSci.
Цей предковий вид змій жив на суші, а пізніше перетворився на всі види змій, включаючи морських змій. Коли їхні гени кольорового зору зникли, вони могли сприймати лише дуже обмежений діапазон кольорів. Однак це, ймовірно, почало змінюватися, оскільки деякі elapid нащадки почали змінюватися. Протягом останніх 25 мільйонів років дві елапідні лінії перемістилися з наземного середовища в морське.
З повністю секвенований геном кільчастої змії в руці, команда в цьому нове дослідження з Університету Аделаїди в Австралії, Університету Плімута у Великобританії та В’єтнаму Академія науки і технологій дослідила гени зорового опсину у п'яти екологічно відмінних видів елапідів змії. Елапіди це сімейство з приблизно 300 отруйних змій, до яких належать мамби, кобри та кільчаста морська змія. Погляд на цю родину ширше відкрив можливість дослідити молекулярну еволюцію генів зору.
Команда виявила, що кільчаста морська змія тепер має чотири непошкоджені копії гена опсину SWS1. Два з цих генів чутливі до ультрафіолетового світла, яке має меншу довжину хвилі, тоді як інший два гени розвинули нову чутливість до більш довгих хвиль світла, які домінують в океані середовища існування.
«Очікувався лише один [із цих генів]. Наскільки нам відомо, усі інші ~4000 видів змій у світі (крім кількох видів Helicops) мають лише один із цих генів. Найцікавішим є те, що два з цих генів дозволяють сприймати ультрафіолетове світло, тоді як два інших дозволяють сприймати синє світло. Очікується, що це різко підвищить їхню чутливість до кольорів, що може бути дуже корисним у морському середовищі з яскравим освітленням», — каже Розетто.
Автори вважають, що така чутливість означає, що змії можуть розрізняти кольори, що їм це дозволяє відрізняти хижаків від здобичі, а також потенційних партнерів змій на більш барвистому фоні в океані.
[Пов’язані: Як коти і собаки бачать світ.]
Це значно відрізняється від еволюції опсинів у ссавців, таких як кажани, дельфіни та китів під час їх власних екологічних переходів. Ці ссавці спостерігали більше втрат опсину, оскільки вони адаптувалися до тьмяного світла та водного середовища.
«Наші власні предки-примати розвинули просунутий колірний зір, яким ми користуємося, за допомогою подібного механізму. Їхній довгохвильовий чутливий опсин був продубльований, а одна копія змінена, щоб сприймати довжину хвилі світла, відмінну від оригіналу», — каже Розетто. «Ці змії зробили те ж саме, тільки з іншим візуальним опсином, і тепер є чотири копії замість двох. Без цих дублікатів наша (і їхня) здатність сприймати колір буде значно знижена».
