蛇类,尽管是令人惊叹的动物,但让一些人感到有些不安,对于某些人来说,这是因为它们在地面上滑行的独特方式。当一些蛇类首次进入水中成为海蛇时,这种滑行变得更加不寻常,那是在1500万年前。从那时起,它们一直在适应新的环境,最近发表在《Current Biology》上的一项研究表明,它们的视觉变化是最令人惊叹的适应之一。
由英国普利茅斯大学的研究人员领导的这项研究调查了蛇类的视觉如何改变以适应海洋生活中涉及的不同光照条件。他们发现,尽管海蛇是从视觉高度发达的蜥蜴演化而来的,但它们的视觉已经从陆地蛇类的有限视觉转变为更类似于食果灵长类动物的视觉能力。
他们通过分析编码视觉色素和对紫外线及可见光敏感度的视蛋白基因,研究了眼镜蛇科蛇类(具有短而中空的毒牙的蛇类家族)的光谱敏感性发展。他们还比较了视网膜光感受器和眼睛晶状体。
他们的分析表明,与陆地同类相比,海蛇的视觉色素发生了显著的多样化。一个特定的海蛇谱系扩展了其对紫外线-蓝色的敏感度,这有助于它们在水柱中良好地看到,因为那里的光照条件可能会有很大变化。海蛇在海底觅食,但必须浮出水面呼吸,因此能够在所有深度看到是一种重要的适应,以确保它们始终保持警觉并能够自我防御。
在脊椎动物中,对颜色的敏感度取决于成对的染色体,这些染色体有两个编码视觉不同方面的基因拷贝。这些基因变体可以彼此不同,从而产生广泛的颜色视觉。这项研究表明,一些海蛇通过相同机制发展出了类似的颜色视觉,拥有包含紫外线敏感和蓝色敏感变体的基因,这显示了与远缘物种惊人的共同进化适应。
“在自然界中,物种显然必须随着周围环境的变化而适应。但在不到1500万年的时间里,海蛇的视觉发生了如此迅速的变化,这真是令人震惊。与陆地和水生同类相比,海蛇的多样化速度可能展示了它们所生活的极具挑战性的环境,以及它们为了生存而不断适应的需求。”西蒙斯博士在一份声明中说。
“我们的研究还表明,蛇和哺乳动物在从陆地到海洋的过渡中,视觉的进化非常不同。与陆地同类相比,海蛇保留或扩展了它们的颜色视觉,而鳍足类和鲸类则进一步减少了颜色视觉的维度。这种对比进一步证明了蛇类视觉的显著进化多样性。”