A mutáció, ami az embereknél éjszakai vakságot okoz,a segít a cetcápáknak látni a sötétben

Bár idejük jó részét a felszín közelében töltik szűrő táplálkozással, a cetcápák (Laminidae) az állandó sötét mély tengerbe is lemerülnek.

A ragyogó felszíni vizek és a sötét mély tenger közti úszás meg kellene terhelje a cápa szemeit, ami lehetetlenné tenné az életmódjukat. De a kutatók most feltárták a genetikai huzalozást, ami megakadályozza, hogy ez történjen. A tanulmány, melyet a múlt héten a Proceedings of the National Academy of Sciences magazinban publikáltak, hajszálpontosan megállapítja a genetikai mutációt, ami a cetcápa retinájában a vizuális pigmentet érzékenyebbé teszi a hőmérséklet változásokra. - írja a Science magazin.

A cetcápák, a bolygó legnagyobb halai, 18 méter hosszúak is lehetnek, és két elefánt súlyúak. A cetcápák a tengeri élőlények közt egyik leghosszabb vertikális hatótávolsággal rendelkeznek, szűrő táplálkozást folytatnak az óceán felszínétől majdnem 2.000 méterre le a sötét mélységig.

A ragyogó felszíni vizek és a sötét mély tenger közti úszás meg kellene terhelje a cápa szemeit, ami lehetetlenné tenné az életmódjukat. De a kutatók most feltárták a genetikai huzalozást, ami megakadályozza, hogy ez történjen.

A tanulmány, melyet a múlt héten a Proceedings of the National Academy of Sciences magazinban publikáltak, hajszálpontosan megállapítja a genetikai mutációt, ami a cetcápa retinájában a vizuális pigmentet érzékenyebbé teszi a hőmérséklet változásokra.

Ennek eredménye, hogy a pigmentek - ami érzékelik a kék fényt a sötét környezetben - aktiválódik a hideg mély tengerben és kikapcsol, amikor a cápa visszatér a felszínre táplálkozni,

lehetővé téve, hogy fontosági sorrendbe rakja a különböző részeit a látásának különböző mélységekben. Ironikusan, a geneteikai változtatás meglepően hasonló ahhoz, ami az emberi retinában degradálja a pigmenteket, éjszakai vakságot okozva.

Az nem világos, hogy a cetcápák miért merülnek olyan mélyre. Mivel a préda ritka ilyen mélységekben, lehet, hogy a viselkedés a párzással áll összefüggésben. De bármit tesznek, a cápák a retinájukban lévő fényérzékeny pigmentre, a rhodopsinra támaszkodnak, hogy navigáljanak a sötét vizekben. Bár a pigmentek kevéssé hasznosak napos élőhelyeken, sok gerincesnek segítenek, beleértve az embereket is, érzékelni a fényt homályos környezetben. A mély tengerben, a cetcápák szemeiben lévő rhodopsin pigmentek konkrétan arra vannak kalibrálva, hogy a kék fényt lássák - az egyetlen szín, ami eléri ezeket a mélységeket.

Korábbi kutatás feltárta, hogy a fenéklakó macskacápáknak (Scyliorhinus torazame) hasonlóan kalibrált pigmentjeik vannak a szemeikben, hogy meglássák a kék fényt. De ezek a kis cápák megelégszenek a méllyel, így

a cetcápák az egyetlen ismert cápák, akik használják ezeket a pigmenteket a sekélyvízben.

Könnyebb vizekben ezek a kék fényt érzékelő pigmentek úgy működnek, mint egy gát, hogy lássanak más fényfajtákat, de a cetcápák mégis képesek könnyeden manőverezni, amint felporszívózzák a tenger gyümölcseit.

Hogy megtudják mi teszi a cetcápák látását olyan változékonnyá a könnyű és sötét vizekben is, Shigehiro Kuraku a Japán Nemzeti Genetikai Intézet evolúció biológusa, és kollégái felboncolták egy zebracápa szemét, mely közeli rokona a cetcápáknak, és ami gyakran látogatja a korallzátonyokat, és sokkal behatároltabb hatótávolsága van. Összehasonlították a zebracápa szövetéből általuk kivont genetikai információt a korábban publikált cetcápa genomikai adataival, hogy hajszálpontosan meghatározzák, hogy a két cápa genetikai kódja hol tér el.

Hajszálpontosan meghatároztak két helyet, ahol olyan mutáció volt, ami megváltoztatja a rhodopsin fehérje aminosav elrendezését: ez a a cápák DNS-ének a 94-es és a 178-as helyén vannak. A 94-es helyen lévő mutáció különösen érdekes volt. Ugyanaz az aminosav szubsztitúció történik a fekete sziklasügérnél, mely az Antarktisz környékén található mélytenger lakója, aki szintén látja a kék fényt. Ebből a csapat arra következtetett, hogy a cetcápák látásában lévő "kék váltakozás" elsősorban a 94-es ponton lévő mutációhoz kapcsolódik.

Bár idejük jó részét a felszín közelében töltik szűrő táplálkozással, a cetcápák (Laminidae) az állandó sötét mély tengerbe is lemerülnek. Forrás: https://www.science.org/content/article/mutation-behind-night-blindness-humans-helps-whale-sharks-see-dark

A cetcápák és fekete tőkehal nem az egyetlen organizmusok, melyeknek a 94. helyen mutációjuk van.

Az emberekben egy itt évő genetikai változás nőveli a rhodopsin pigmentek stabilitását és hatékonyságát a retinában, elődidézve egy állapotot, az úgynevezett veleszületet állandó éjszakai vakságot. Akiknek ez van probléma a látás gyenge fényviszonok közt.

A kutatók azt vetik fel, hogy ugyanaz a folyamat tárul fel a cetcápák retinájában. A laborban manipulálva az aminosavakat amik a 94-es és 178-as helyen történnek a cetcápa és a zebracápa szöveteiben, azt találták, hogy a halak rhodopsin pigmentjei kevésbé stabillá válnak és degradálódnak melegebb hőmérsékleteken. Ez azt jelenti, hogy kék fény érzékelő pigmentjeik valószínűleg hatékonyabbak a mélyben, hidegebb vizekben, mint a melegebb felszínen.

Ennek eredménye, hogy a cetcápák látása állandóan változik, ahogy fel és le vándorolnak a vízoszlopban, mert a változó hőmérséklet aktiválja és kikapcsolja a kék fény érzékelő pigmentjeiket.

"A cetcápák kék látása bekapcsol a mély vízben, míg kikapcsol a felszín közelében" - mondja Kukaru.

E pigmentek kikapcsolása a sekélyebb mélységekben lehetővé teszi a cápáknak, hogy lássák az elérhető színek spektrumát ahelyett, hogy csak a kék fényre fókuszálnának.

Számos más mély merülő, mint például az ámbrás cetek hasonló stratégiát alkalmaznak, beállítva pigmentjeiket, hogy szűrje a kék fényt a sötét mélyben, jegyzi meg Jeffry Fasick, a Tampa Egyetem vizuális ökológusa, aki nem vett részt az új tanulmányban.

De ami elkülöníti a cetcápákat az, hogy ők vizuálisan hasznot húznak egy mutációból, ami degradálja a pigmenteket. "Ez érdekes, mert nem kellene előnyös legyen ez a mutáció egy állat számára a fejlődéshez, de végigterjedt a fajon. Érzékenységüket a rendelkezésre álló fényhez passzítják." - mondja Fasick.

(Forrás: Americam Association for the Advanecement of Sceince: https://www.science.org/)