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Science:人类彩色视觉得益于祖先对果实的寻觅

摘要 : 灵长类在哺乳动物中可谓是特立独行,和寻常的哺乳动物不同,一些灵长类拥有三种不同的光敏视锥细胞而不是简单的两种,这种特性能使我们看到更加生动美丽的大千世界。

灵长类在哺乳动物中可谓是特立独行,和寻常的哺乳动物不同,一些灵长类拥有三种不同的光敏视锥细胞而不是简单的两种,这种特性能使我们看到更加生动美丽的大千世界。但编码这些特性的基因数量众多,色盲也着实不在少数,若是不幸天生视觉有缺陷,那所看到的世界自是另一番光景。

那么为什么灵长类会进化出与众不同的三色视觉呢?公认的解释是:三色视觉能帮助我们的先祖在葱茏的树林中更轻松地看到成熟的彩色果实。

恒河猴作为一种典型的旧世界猴有一种独特的特性,基因变异会使一些母猴拥有三种视锥细胞,而其他猴子只有两种,这为验证上述假说创造了良好的先天条件。

加拿大卡尔加里大学的学者 Amanda Melin 利用多种手段从基因、动物行为到电脑模拟来推断我们祖先的色觉和色敏能力。在研究进行中她发现了在灵长类视觉系统演化过程中的一系列关键事件。

通过比对分析灵长目及其近亲树鼩目、皮翼目和许多其他哺乳动物的色觉相关基因,Melin认为:在灵长类和树鼩分化之前,紫外光视觉在视力提升的早期阶段就已向蓝光敏感性发生转移;随着灵长类的视力进一步得到增强,色觉变异也导致了“色盲”和“色觉正常”混合群体的出现,这也是灵长类的特有现象。

在行为分析和计算机模拟试验中,对捕获的恒河猴的研究结果表明,在寻找果实时,具三色视觉的母猴比双色视觉(dichromatic)的同类行动更加迅速。但想要证明野生状态下的猴子也符合这一结论却困难重重,因为恒河猴行踪隐匿,且年龄和地位很大程度上决定了猴子的进食顺序。

于是,Melin在波多黎各的凯酉·圣地亚哥岛上追踪了80只恒河猴,对它们在30种树上的觅食行为进行了两万余“猴”次的观察,最终信心满满的下定结论:具三色视觉的野生雌性恒河猴在定位果实和进食上确实表现出了更快的速度。这一优势促进了三色视觉在人类及其近缘物种中的演化。

她还发现,具双色视觉的猴子可以识破伪装以找到隐藏的昆虫,而且色盲在人类中也有了很好的适应性,所以这种视觉变异并不会对生活带来很大影响。

通过这些研究,科学家将星星点点的进化信息拼在了一起,这不仅模拟了祖先眼中的世界,也为我们推测未来的演化趋势提供了可靠的依据。

原文链接:

You can thank your fruit-hunting ancestors for your color vision

原文摘要:

Among mammals, primates are unique in that certain species have three different types of light-sensitive cone cells in their eyes rather than two. This allows humans and their close relatives to see what we think of as the standard spectrum of color. (Humans with red-green color blindness, of course, see a different spectrum.) The standard explanation for why primates developed trichromacy, as this kind of vision is called, is that it allowed our early ancestors to see colorful ripe fruit more easily against a background of mostly green forest. A particular Old World monkey, the rhesus macaque (pictured), has a genetic distinction that offers a convenient natural test of this hypothesis: A common genetic variation makes some females have three types of cone cells and others have two. Studies with captive macaques has shown that trichromatic females are faster than their dichromatic peers at finding fruit, but attempts to see whether that’s true for wild monkeys have been complicated by the fact that macaques are hard to find, and age and rank also play big roles in determining who eats when. A vision researcher reported here today at the annual meeting of AAAS, which publishesScience, that after making more than 20,000 individual observations of 80 different macaques feeding from 30 species of trees on Cayo Santiago, Puerto Rico, she can say with confidence that wild trichromatic female monkeys do indeed appear to locate and eat fruit more quickly than dichromatic ones, lending strong support to the idea that this advantage helped drive the evolution of trichromacy in humans and our relatives.

来源: Science 浏览次数:0

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