Цветовое восприятие у животных и человека обеспечивается несколькими группами фоторецепторов; они имеют максимум поглощения света при определенной длине волны. Затем в нервной системе идет обработка сигналов от рецепторов и формирование "цветной картинки". Канадские физиологи показали, что у некоторых животных максимум поглощения рецепторов может меняться в ходе индивидуального развития. Таким образом происходит модуляция цветового зрения.

Кристина Ченг и Иниго Новалис Фламарик с факультета Биологических Наук Университета Саймона Фрезера (Барнаби, Британская Колумбия, Канада) изучали формирование зрительной системы дальневосточного лосося горбуша (Oncorhinchus gorbusha) и показали, что в ходе взросления лосося одна из групп фоторецепторов меняет длину волны максимума поглощения с ультрафиолетовой на синюю область.

Каждый фоторецептор в сетчатке отвечает на ограниченный спектр длин волн с определенным максимумом (спектральный фенотип). Фоторецепторы горбуши меняют спектральный фенотип в ходе развития. Это происходит за счет изменения синтезируемого пигмента, воспринимающего свет.

Фоторецепторы у личинок горбуши (весом 0.4 грамма) содержат пигмент с максимумом поглощения в ультрафиолетовой области (365-375 нм). Рыбки весом от 0.8 грамм начинают синтезировать "голубой" опсин с максимумом поглощения 425-435 нм.

Чтобы понять, как происходит смена пигмента в фоторецепторе, ислледователи использовали два метода: микрофотометрию и гибридизацию in situ. Микрофотометрия позволяет измерять максимум поглощения света в различных частях конической клетки-фоторецептора - от основания (базальная часть) до кончика (проксимальная часть). Этот метод показал, что в кончике рецептора присутствует рецептор ультрафиолетового восприятия, а в базальной части - "голубой" пигмент. Значит, предположили авторы, в ходе взросления личинок в базальной части рецептора начинает синтезироваться новый пигмент, и постепенно он вытесняет предыдуший.

Гибридизация in situ подтверждает эту гипотезу. Исмпользовались две пробы - к РНК "ультрафиолетового" и "голубого" пигментов. Антитела к ним имели разные цветные метки (метод двойного мечения). Таким образом можно показать распределение РНК двух пигментов на одном препарате. Так вот, этот метод продемонстриорвал, что в ходе развития личинок "голубой" пигмент вытесняет в большинстве клеток предыдущий "ультрафиолетовый".

Таким образом, канадские биологи раскрыли механизм модуляции цветного зрения в ходе индивидуального развития лосося. Он заключается в смене синтеза пигмента, ответственного за фоторецепцию. Канадцы считают, что феномен этот имеет приспособительное значение. Личинки горбуши живут в верхних слоях воды и питаются планктоном. Для них важно уметь видеть в ульрафиолетовом свете. Взрослея, молодые лососи опускаются на глубину и становятся активными хищниками. В этих слоях океана важен голубой цвет.

Работа канадских биологов получила высокую оценку научного сообщества. Их статья опубликована в британском научном супер-журнале Nature.

Источник новости: Chritiana L. Cheng, Inigo Novalesw Flamarique. New mechanism for modulating colour vision. Nature. Vol. 428. 18 March 2004. p 279.

Пересказал А. Ермаков