蝙蝠瞎不瞎？色觉基因研究揭示了其感官之间的权衡学术资讯

▲布鲁诺•西莫斯等对多种蝙蝠的色觉基因的进化进行了研究。

蝙蝠在洞穴中栖息的夜行习性是否会在增强它们的回声定位能力的同时，导致其视觉的丧失?据《分子生物学与进化》(Molecular Biology and Evolution)杂志的网络版报道，布鲁诺•西莫斯（Bruno Simoes）和艾玛•特林（Emma Teeling）等研究人员通过分析多种蝙蝠物种的色觉基因进化过程，对这个问题进行了研究。他们认为，流行语句“像蝙蝠一样瞎”是不准确的。部分身怀最先进的回声定位技能的蝙蝠似乎用紫外线视觉换取了超常听觉，而所有不具备回声定位技能、但生活在洞穴里的蝙蝠却也失去了紫外线视觉。这表明并不是所有的蝙蝠都是“瞎子”，而是以其他感官取代了视觉。论文通讯作者特林说：“蝙蝠的感官能力一直是令很多进化生物学家着迷的研究方向。现在，利用系统遗传学和分子生物学的方法，我们能够更深入地研究蝙蝠为获取方便在夜间活动的回声定位技能的进化所付出的代价。”

蝙蝠不仅是唯一能真正飞行的哺乳动物，也是唯一依靠回声定位在黑暗中寻找猎物的动物。长期以来，学界一直存在争论，部分科学家认为蝙蝠以丧失视觉的代价获得了独特的“夜视”能力。为此，西莫斯等对蝙蝠进行了DNA测序，并对蝙蝠的关键视觉基因——SWS1(短波长敏感型，分辨蓝色/紫外光)和MWS/LWS(中波长敏感型，分辨绿色、黄色和红色)视蛋白基因，进行了分析。研究人员发现，在被调查的111个物种中，蝙蝠SWS1基因功能的丧失比之前的看法更普遍。他们在蝙蝠基因组中发现了影响SWS1基因功能的各种突变，其中两种物种中甚至发现了一种完全无功能的基因。然而，对蓝色敏感的SWS1视球蛋白基因的选择在蝙蝠物种之间却存在显著差异。

特林说：“我们的研究对先前的假设形成了支撑，即SWS1基因的假基因化(或丢失)可能与获得高级回声定位功能和洞穴栖息习惯有关。”当SWS1基因存在并发挥作用时，特林等证实它可以使蝙蝠在紫外光下看到东西。特林认为，新获取的数据清楚表明，SWS1基因功能的丧失并不总是与高级回声定位的获得相关联。对于其他视觉基因，就研究人员检测的45个物种而言，MWS/LWS基因在各个谱系中高度延续，并且在强大的进化压力下维持了自身的功能。

特林表示，蝙蝠并不“瞎”，大多数种类的蝙蝠都能在紫外线等条件下“看见”东西。这表明，视觉仍然是蝙蝠（包括可回声定位的夜行蝙蝠）的一种重要感知手段。然而，大多数蝙蝠获得回声定位技能的事实确实与丧失紫外线视觉同时发生。此外，令人惊讶的是，洞穴栖息也会导致非回声定位谱系的蝙蝠的紫外线视觉丧失。这说明感官之间的“权衡游戏”比之前的假设要复杂得多。

科界原创

编译：雷鑫宇

审稿：alone

责编：张梦

期刊来源：《分子生物学与进化》

期刊编号：0737-4038

原文链接：

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-10/mbae-jhb101618.php