当我们看一幅画,它的颜色和图片输入我们的眼睛作为光波。由于一层的组织在我们的眼睛被称为视网膜,充满活力的黄色和微妙的蓝调梵高的星夜转换成电信号对我们的大脑来解释。
这显著的一部分,我们的眼睛是大脑组织的扩展。就像我们的大脑,视网膜正常运行需要大量的氧气。
一项研究出版的国际合作研究人员最近发现氧的稳定供应是很重要的进化视网膜较厚,因此更好的视力。
4.25亿年前,研究人员发现,你的祖先是鱼与平庸的视力。和它的视线无法改善,直到进化氧气到达视网膜的新方法。
“我们表明在大多数脊椎动物的祖先,视网膜可能是薄,有一个相对贫穷的氧气供应,”威廉·h·Detrich说,海洋和环境科学教授东北部。“随着物种的进化,当视网膜厚度增加,它总是伴随着一些机制,改善视网膜氧气交付。”
东北教授威廉·h·Detrich海洋和环境科学。图片由马修Modoono /东北大学raybet雷竞技雷竞技app最新版
研究人员收集信息视网膜厚度和氧气交付机制在全球87种脊椎动物物种和检查它们之间的进化关系。他们发现一些独特的方式进化为视网膜带来氧气,和任何脊椎动物具有良好的视觉表现出至少其中之一。
大约2.8亿年前,当今天的大陆仍挤压在一起在一个巨大的土地质量我们现在称之为泛大陆,第一个变化出现在鱼。
血红蛋白,红细胞中的蛋白质结合氧,突变的方式是极其敏感的酸。当血液甚至微酸性,变异的血红蛋白释放大部分的氧气控股。
层的眼睛视网膜身后,称为脉络,毛细血管网络进化而来的。这个网络,称为网mirabile(拉丁语“奇迹”网络,Detrich说),保持微酸性环境。当血液通过它时,氧气的血红蛋白被迫在高浓度扩散到视网膜。
这些变化是伴随着厚视网膜的进化和大眼睛的鱼。氧气的涌入使鱼眼睛维持更多的细胞,帮助他们解决在一个图像细节,在低光看到更好。
而脉络膜网mirabile仍普遍在今天的鱼,它从未在陆地脊椎动物进化而来的。这些动物而不是进化网络内的毛细血管视网膜本身,或立即在它前面,为视网膜细胞提供氧气更直接。Detrich说,但这个解决方案是一个权衡,因为血管可能干扰视觉的散射入射光线。
研究人员发现,这些机制进化并多次从进化史消失。有些动物,像墨西哥盲目洞穴鱼,适应环境中视力并不那么重要,而失去了一些突变会给眼睛带来氧气。古代哺乳动物进化更毛细血管和视网膜周围当他们开始活跃在日光和更严重地依赖视觉,大约1亿年前。
南极银鱼,Detrich几十年来一直在研究,是一个特例。他们失去了他们的红细胞和血红蛋白在进化的事故,而不得不适应。
“银鱼血红蛋白的缺失意味着他们无法提供氧气使用脉络膜视网膜网mirabile,“Detrich说。“如果这些鱼保持体面的视网膜病,氧气供应的另一个机制进化。”
Detrich在南极洲探险时,他收到一封电子邮件从基督教Damsgaard,该研究的主要作者。Damsgaard想包括银鱼和其他南极鱼类在这项研究中,但没有任何高质量的标本。
“我回复说,‘嗯,我碰巧在南极洲。我们可以纠正这个问题,“Detrich说。
Detrich和他的团队收集了五种的新鲜标本和血液样本鱼:两种银鱼,南极和三个物种永远失去了血红。
研究人员发现,银鱼物种有视网膜一样厚的南极其他物种,尽管失去携氧血红蛋白。继续向他们的眼睛,提供氧气的银鱼有广泛的网络发展他们的视网膜毛细血管前。
“这是一个特别的方面,“Detrich说。
银鱼的奇怪的进化捻帮助填写一个更大的图片链接的稳定供应氧气更好的视力。结合分析世界其他脊椎动物,最好给我们一个基本的了解我们的眼睛,和其他脊椎动物的眼睛,。
“这真的进步我们的知识状态眼睛进化,“Detrich说。“我们的研究是最全面的尝试合成我们的脊椎动物眼睛的理解。”
这个故事最初发表(电子邮件保护)2019年12月18日
