Кольчатая морская змея развила новую чувствительность к цветам

В новой статье в журнале Genome Biology and Evolution, опубликованной силами издательства Oxford University Press, говорится, что кольчатая или синеполосая морская змея — вид ядовитых змей, обитающих в океанских водах вокруг Австралии и Азии, — по-видимому, приобрела способность видеть расширенную палитру цветов после того, как ее предки утратили эту способность в ответ на изменение условий окружающей среды.

Цветовое зрение у животных в основном определяется генами, называемыми зрительными опсинами. Хотя в ходе эволюции тетрапод (группы, включающей амфибий, рептилий и млекопитающих) неоднократно происходила потеря генов опсинов, появление новых генов опсинов — явление крайне редкое. До настоящего исследования единственная эволюция новых генов опсинов среди рептилий, по-видимому, происходила у видов Helicops, рода змей из Южной Америки.

В данной работе для изучения генов зрительных опсинов у пяти экологически различных видов элапидных змей использовались опубликованные эталонные геномы. История элапидов — семейства змей, включающего, помимо кольчатой морской змеи, кобр и мамб, — дает возможность изучить молекулярную эволюцию генов зрения. Ранние змеи потеряли два гена зрительного опсина на стадии зарывания в землю при слабом освещении и могли воспринимать лишь очень ограниченный диапазон цветов. Однако в настоящее время некоторые из их потомков обитают в более яркой среде, а две линии элапид за последние 25 млн. лет даже перешли из наземной среды в морскую.

Исследователи обнаружили, что кольчатая морская змея Hydrophis cyanocinctus обладает четырьмя неповрежденными копиями гена опсина SWS1. Два из этих генов имеют предковую чувствительность к ультрафиолетовому излучению, а два гена развили новую чувствительность к более длинным волнам, которые преобладают в океанской среде обитания. Авторы исследования полагают, что такая чувствительность может обеспечить змеям лучшую цветовую дискриминацию, позволяющую различать хищников, добычу и/или потенциальных товарищей на красочном морском фоне. Это кардинально отличается от эволюции опсинов у млекопитающих, таких как летучие мыши, дельфины и киты, во время экологических переходов; у них наблюдалась дальнейшая потеря опсинов по мере адаптации к тусклому свету и водной среде.

Самые ранние змеи в значительной степени утратили способность видеть цвет из-за того, что вели норовистый образ жизни в условиях недостаточной освещенности, — заявил ведущий автор работы Исаак Россетто.

Однако в настоящее время их потомки — морские змеи — обитают в более яркой и сложной в спектральном отношении морской среде. Мы полагаем, что недавние дупликации генов резко расширили диапазон цветов, которые могут видеть морские змеи. Для сравнения: мы, люди, обладаем аналогичной расширенной чувствительностью к цветам, а кошки и собаки частично дальтоники, как и те ранние змеи.

12.07.2023