习惯于夜行生活的蝙蝠,其敏锐的听觉和准确的回声定位能力令人惊讶,其视觉能力会因其夜行生活而导致退化吗?对此,由华东师范大学明升m88明升体育app学院分子生态与进化实验室张树义教授与英国、爱尔兰学者联合课题组,大胆挑战“弱光环境促使动物视觉退化”的传统经典理论,提出了“感觉代偿”的感官进化新机制,揭示了蝙蝠的视觉世界。该研究成果5月26日在美国国家明升体育app院院(PNAS)上在线发表。
蝙蝠精准的回声定位能力是哺乳动物界最发达的感觉形式之一。蝙蝠“家族”分为两支,一支是回声定位蝙蝠,主要以昆虫为食,眼睛微小;另一支是非回声定位蝙蝠,眼睛较大,以果实为食,被称为“旧大陆果蝠”。回声定位蝙蝠又分为“调频蝙蝠”和“恒频蝙蝠”两类。
课题组研究发现,虽然蝙蝠的夜行生活历史长达至少5200万年,但大部分蝙蝠仍然与多数哺乳动物一样具有“双色觉”,可以相应地看到紫外光和红光。而且非回声定位蝙蝠(旧大陆果蝠)和回声定位蝙蝠在色觉能力上并没有明显差异。
课题组首次提供了基因表达的数据,开发出一种重建祖先终止密码子的算法,并基于这种新的研究方法,对部分蝙蝠视觉退化的原因做出解释:旧大陆果蝠原本生活在树上,进化过程中有小部分栖息地变为基本无光的洞穴,长此以往导致这部分旧大陆果蝠视觉发生退化。但对恒频蝙蝠而言,视觉退化的根本原因在于它具有一种更发达的回声定位能力。发达的听觉使恒频蝙蝠不再需要发达的视觉,进而引起视觉退化。为适应生存环境,一种感觉形式的退化也会引起其他感觉形式的代偿性增强。这就如同盲人在丧失了视觉能力之后,触觉、听觉等其他感觉能力会有所增强。感觉代偿进化机制的提出,对于动物感觉系统的进化和夜行生活的研究具有重要的指导意义。(来源:科技日报 陈光 王春)
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