Ученые давно подозревали, что животные с быстро меняющейся окраской не просто полагаются на глаза, чтобы приспособиться к окружающей среде, — они также ощущают свет своей кожей. Но как именно работает «кожное зрение», остается загадкой.Теперь генетический анализ свиней дает новые доказательства, объясняющие, как они это делают. В новом исследовании, проведенном учеными из Университета Дьюка, показано, что кожа свиньи воспринимает свет иначе, чем глаза.
Результаты показывают, что светочувствительность развивалась отдельно в двух тканях, сказала Лори Швейкерт, научный сотрудник Сонке Йонсен, профессор биологии в Duke.По словам Швейкерт, при "кожной фоторецепции" кожа не позволяет животным воспринимать детали так, как они делают это глазами. Но он может быть чувствительным к изменениям яркости или длины волны, таким как движущиеся тени, отбрасываемые приближающимися хищниками, или колебания света, связанные с разным временем суток.
Швейкерт, Йонсен и научный сотрудник Герцога Боб Фитак сосредоточили свое внимание на боровике, или Lachnolaimus maximus, который проводит время на мелководье и коралловых рифах в западной части Атлантического океана, от Новой Шотландии до северной части Южной Америки. Он может сделать свою кожу беловатой, чтобы слиться с песчаным дном океанского дна и укрыться от хищников или устроить засаду. Или он может приобретать яркий контрастный узор, чтобы выглядеть угрожающе или привлечь партнера.Ключом к этим изменениям являются специальные клетки, содержащие пигмент, называемые хроматофорами, которые при активации светом могут распространять свои пигменты или собирать их, чтобы изменить общий цвет или рисунок кожи.
Исследователи взяли кусочки кожи и сетчатки у одной самки свиньи, пойманной у Флорида-Кис, и проанализировали все считанные ею гены или транскрипты РНК, чтобы увидеть, какие гены были включены в каждой ткани.Предыдущие исследования других изменяющих цвет животных, включая каракатиц и осьминогов, предполагают, что тот же молекулярный путь, который обнаруживает свет в глазах, мог быть использован для восприятия света в коже.Но Швейкерт и его коллеги обнаружили, что кожа свиньи работает по-другому. Почти ни один из генов, участвующих в обнаружении света в глазах свиньи, не активировался в коже.
Вместо этого данные предполагают, что кожа свиного мяса зависит от альтернативного молекулярного пути восприятия света, цепной реакции с участием молекулы, называемой циклическим АМФ.По словам Швейкерта, остается неясным, как «зрение кожи» свиного рыбы дополняет информацию, поступающую от глаз, чтобы контролировать свет в окружающей среде и вызывать изменение цвета. Светочувствительная кожа может предоставлять информацию об условиях за пределами поля зрения животного или за пределами диапазона длин волн, который может уловить глаз.
Вместе с предыдущими исследованиями, «результаты показывают, что рыбы нашли новый способ« видеть »своей кожей и быстро менять цвет», — сказал Швейкерт.