僅僅一個(gè)分子就能讓我們看到比寵物多數(shù)百萬種顏色

很難通過別人的眼睛想象世界，尤其是不同的動(dòng)物。但一項(xiàng)新研究使用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類視網(wǎng)膜表明，即使在不同的人之間，我們的視力也非常多樣化。

這可能與紅色和綠色視錐細(xì)胞在我們的視網(wǎng)膜中形成的方式有關(guān)。錐是脊椎動(dòng)物眼睛中的感光細(xì)胞;它們對(duì)不同波長的綜合響應(yīng)使色覺成為可能。

人類和一些密切相關(guān)的靈長類動(dòng)物是已知的僅有的可以看到紅色、綠色和藍(lán)色的哺乳動(dòng)物。

其他動(dòng)物也可以看到紅色，比如許多鳥類和一些昆蟲.動(dòng)物的視覺類型與它與產(chǎn)生果實(shí)和花朵的植物的進(jìn)化密切相關(guān)。例如，這種能力非常有用，可以在茂密的綠色樹冠中發(fā)現(xiàn)成熟的紅蘋果。

另一個(gè)哺乳動(dòng)物的異常值能夠看到紅色是蜂蜜負(fù)鼠（盤狀骨).這種澳大利亞有袋動(dòng)物傳粉者具有類似鳥類的能力，可以從臉紅的班克斯中探查花蜜，這是一個(gè)引人入勝的例子趨同演進(jìn).

我們的紅色和綠色視錐細(xì)胞基本相同，但化學(xué)成分略有不同，以確定它們會(huì)檢測到哪種顏色。一種叫做視蛋白有兩種不同的“口味”，對(duì)紅色敏感或?qū)G色敏感，它們的遺傳“配方”并排位于 X 染色體上。

因此，它們很容易在重組中混淆，從而導(dǎo)致先天性紅綠色盲.

現(xiàn)在，新的研究提供了一些清晰的信息，即那些關(guān)鍵的視覺定義成分 - 僅構(gòu)成編碼這些蛋白質(zhì)的基因之間4%的差異 - 實(shí)際上是什么。

我們以前認(rèn)為錐細(xì)胞的測定基本上是隨機(jī)的，盡管最近的研究指出甲狀腺水平起著一定的作用。

但是，來自約翰霍普金斯大學(xué)和華盛頓大學(xué)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)，一種分子的水平來源于維生素一個(gè)叫視黃酸決定紅綠錐體的成敗，至少在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的視網(wǎng)膜的情況下是這樣。

“這些視網(wǎng)膜類器官讓我們第一次研究了這種非常人類特有的特征。說約翰霍普金斯大學(xué)的發(fā)育生物學(xué)家羅伯特·約翰斯頓?！斑@是一個(gè)巨大的問題，是什么讓我們成為人類，是什么讓我們與眾不同。

在實(shí)驗(yàn)室中，視網(wǎng)膜在早期發(fā)育期間（前 60 天）暴露于更多的視黃酸，導(dǎo)致整個(gè)視錐細(xì)胞的綠色視錐細(xì)胞比例更高。類器官200 天后，暴露于低水平酸的未成熟視錐細(xì)胞后來發(fā)展成紅色視錐細(xì)胞。

時(shí)機(jī)也很重要。如果在 130 天后引入視黃酸，效果與根本沒有添加任何視黃酸相同。這表明酸很早就決定了錐體類型，并且不能導(dǎo)致紅色視錐細(xì)胞“切換”為已經(jīng)成熟的綠色視錐細(xì)胞。

所有實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的視網(wǎng)膜都具有相似的視錐細(xì)胞密度，這使得研究小組能夠排除視錐細(xì)胞死亡影響紅色與綠色比例的可能性。

發(fā)育生物學(xué)家莎拉·哈迪尼亞克（Sarah Hadyniak）在約翰霍普金斯大學(xué)（Johns Hopkins University）與人合著了這項(xiàng)研究。說他們的發(fā)現(xiàn)對(duì)于弄清楚視黃酸如何作用于基因具有重要意義。

為了了解這可能對(duì)人類視力產(chǎn)生多大影響，研究人員研究了738名沒有色覺缺陷跡象的成年男性的視網(wǎng)膜。

研究人員對(duì)這一組中紅/綠錐體比例的自然變化感到驚訝。

“看到人類的綠色和紅色錐體比例如何變化是這項(xiàng)新研究最令人驚訝的發(fā)現(xiàn)之一”，Hadyniak說.

目前尚不清楚如何在不影響視力變化的情況下發(fā)生如此大的變化。飾演 Johnston放“如果這些類型的細(xì)胞決定了人類手臂的長度，那么不同的比例將產(chǎn)生驚人的手臂長度。

這項(xiàng)研究發(fā)表在PLOS生物學(xué)。

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