夜になるとすべての猫は灰色になると言われています。私たちの色の知覚は薄暗い場所では機能しません。しかし、どうやらこれはすべての脊椎動物に当てはまらないようだ。研究者らは深海魚の視覚システムを発見し、この奇妙な生物は弱い光の中でも色情報を抽出することができる。研究者らは、おそらくこれが、暗い生息地で生物発光生物の異なる光信号を区別する方法であると述べている。
私たちはまだ物を見ることができますが、夕暮れ時にはその日のカラフルな色は何も残っていません。これまで、これは脊椎動物の視覚システムの基本的な概念によるものだと考えられていました。色覚は、特定の波長の光に反応する網膜の錐体細胞内のさまざまな視覚色素の相互作用に基づいています。これらの細胞により、脊椎動物はさまざまな色を認識できるようになり、その混合物が環境を見たときにカラフルな印象を生み出します。しかし、この色の知覚は、特定の光の強さまでしか機能しません。
光が少ないと、通常は白黒の画像が生成されます
暗闇では、脊椎動物は視覚細胞の第 2 バージョン、つまり光に敏感な桿体細胞を使用して弱い光しか検出できません。これまで、これらのユニットからロドプシンと呼ばれる視覚色素の単一の形態だけが知られていました。桿体細胞には色素パレットがないため、以前は異なる波長を区別できず、弱い光では白黒の画像しか得られませんでした。
しかし、今判明したように、これは一般的に真実ではありません。新しい情報は DNA 分析に基づいています。国際研究者チームは、水深 1,500 メートルまでに生息する種を含む 101 の魚のゲノムを分析しました。科学者らは、これらの深海魚のうち13匹に驚くべき遺伝的特異性を発見した。彼らは1つだけではなく、複数のロドプシン遺伝子を持っており、したがって明らかに異なるバージョンの視覚色素も持っている。これらの魚の 1 つであるシルバーヘッド ( Diretmus argenteus ) は、ロドプシン遺伝子の 38 バージョンさえ持っていると研究者らは報告しています。 「このことから、暗闇に生息するシルバーヘッドは、視覚色素の遺伝子をはるかに多く持つ脊椎動物となる」と共著者であるバーゼル大学のウォルター・ザルツブルガー氏は言う。
深海の光をイメージしたカラフルなイメージ
研究者らは、コンピューターシミュレーションと、実験室で作製したロドプシンタンパク質の機能実験を通じて、深海魚のさまざまなロドプシン遺伝子が実際に、さまざまな色に敏感な視覚細胞の基礎を形成していることを実証することができた。これは、シルバーヘッドたちが生息地で色を区別できることを示しています。 「あたかもこれらの深海魚は、多数のロドプシンのコピーに基づいてこの形態の視覚を独自に開発したようです」とザルツブルガー氏は言う。
しかし、表面から光がほとんど、またはまったく差し込まない世界では、魚は何を見ているのでしょうか?研究者らが説明しているように、さまざまな色素は、深海の生物発光生物が発する波長範囲を正確にカバーしています。生物発光とは、自分自身、または他の生物の助けを借りて光を生成する能力を指します。たとえば、有名なカエルウオは光の器官で獲物の魚を引き寄せますが、他の多くの生物もさまざまな目的のために独自の光を生成します。
「生物発光はさまざまな色の色合いで現れます」と共著者であるクイーンズランド大学ブリスベン校のファビオ・コルテシ氏は説明します。 「地下であっても、潜在的な捕食者や獲物を認識することは生存にとって有益である可能性がある」と科学者は述べた。これに関連して、深海の色覚は重要な情報を提供する可能性があります。しかし、これまでのところ、これは仮定にすぎません。深海魚の行動研究には、当然の理由で問題があるからです。 「いずれにせよ、私たちの結果は、色知覚における桿体細胞と錐体細胞の役割に関する現在のパラダイムを洗練させた」と科学者らは結論づけている。
出典: バーゼル大学、クイーンズランド大学、科学、doi: 10.1126/science.aav4632
