Cobras marinhas restauraram a visão de cores através de uma rara evolução genética

resumo: Um novo estudo revela que as enguias molhadas evoluíram para perceber uma gama mais ampla de cores do que seus ancestrais.

As primeiras enguias perderam a visão de cores à medida que se adaptavam a estilos de vida com pouca luz, mas as enguias marinhas, que vivem em ambientes marinhos mais claros, recuperaram a visão de cores.

Duas das quatro cópias intactas do gene opsina SWS1 da cobra desenvolveram uma nova sensibilidade aos comprimentos de onda mais longos que são dominantes nos habitats oceânicos, permitindo uma melhor discriminação de cores.

Principais fatos:

1. A enguia anelada tem quatro cópias intactas do gene opsina SWS1, duas das quais desenvolveram uma nova sensibilidade a comprimentos de onda mais longos.
2. Essa adaptação provavelmente permite que as cobras marinhas distingam melhor potenciais predadores, presas ou parceiros em fundos marinhos coloridos.
3. O ressurgimento da visão colorida em cobras marinhas contrasta com a evolução da opsina em mamíferos como morcegos, golfinhos e baleias, que sofreram mais perdas de opsina para se adaptar à luz fraca e ambientes aquáticos.

fonte: Oxford University Press, EUA

novo papel em Biologia e Evolução do Genoma Ele descobriu que a enguia anelada, uma espécie de cobra venenosa encontrada nas águas oceânicas da Austrália e da Ásia, parece ter evoluído para ver uma paleta de cores estendida depois que seus ancestrais perderam essa habilidade em resposta a ambientes em mudança.

A visão de cores em animais é determinada principalmente por genes chamados opsinas visuais. Embora tenha havido várias perdas de genes de opsina durante a evolução dos tetrápodes (o grupo inclui anfíbios, répteis e mamíferos), o surgimento de novos genes de opsina é extremamente raro.

Antes deste estudo, a única evolução de novos genes de opsina em répteis parecia ter ocorrido em espécies helicópterosGênero de víboras da América do Sul.

Este estudo usou um genoma de referência publicado para examinar genes de opsina visíveis em cinco espécies ecologicamente distintas de cobras em exposição.

A história dos Elapids, uma família de cobras que inclui cobras e mambas, bem como a enguia anelada, oferece uma oportunidade para investigar a evolução molecular dos genes da visão.

As primeiras cobras perderam dois de seus genes de opsina visíveis durante o estágio de fossa de luz fraca e só podiam perceber uma gama muito limitada de cores.

No entanto, alguns de seus descendentes agora ocupam ambientes mais claros; Até mesmo duas linhagens maciças passaram de ambientes terrestres para marinhos nos últimos 25 milhões de anos.

Aqui, os pesquisadores descobriram que a enguia anelada tinha quatro cópias intactas do gene opsina. SWS1. Dois desses genes têm uma sensibilidade ancestral à luz ultravioleta e dois desenvolveram uma nova sensibilidade aos comprimentos de onda mais longos que dominam os habitats oceânicos.

Os autores do estudo acreditam que essa sensibilidade pode fornecer às cobras uma melhor discriminação de cores para diferenciar predadores, presas e/ou parceiros em potencial contra fundos marinhos coloridos.

Isso difere significativamente da evolução das opsinas em mamíferos como morcegos, golfinhos e baleias durante as transições ecológicas; Eles sofreram mais perdas de opsina à medida que se adaptavam a ambientes aquáticos e à pouca luz.

“As primeiras cobras perderam muito de sua capacidade de ver cores por causa de seu estilo de vida moderado e com pouca luz”, disse o principal autor do artigo, Isaac Rossetto.

No entanto, os descendentes de suas cobras marinhas agora ocupam ambientes marinhos muito mais brilhantes e espectralmente complexos. Acreditamos que a recente duplicação de genes expandiu muito a gama de cores que as cobras marinhas podem ver.

“Para referência, nós, humanos, temos sensibilidade semelhante à cor, enquanto cães e gatos são parcialmente daltônicos como as primeiras cobras.”

Sobre esta notícia de pesquisa em neurociência óptica e genética

autor: Daniel Loesser
fonte: Oxford University Press, EUA
comunicação: Daniel Loesser – Oxford University Press, EUA
foto: Imagem creditada a Neuroscience News

Pesquisa original: acesso livre.
“Duplicação funcional de opsinas sensíveis a comprimentos de onda curtos em cobras marinhas: evidência de sensibilidade de cor estendida após descendência ancestral.Escrito por Isaac Roseto e outros. Biologia e Evolução do Genoma

um resumo

Duplicação funcional de opsinas sensíveis a comprimentos de onda curtos em cobras marinhas: evidência de sensibilidade de cor estendida após descendência ancestral.

A visão de cores é mediada por opsinas de cone antigas e espectralmente distintas. No entanto, embora tenha havido várias perdas de genes de opsina durante a evolução dos tetrápodes, as evidências de ganhos de opsina por meio da duplicação funcional são extremamente escassas.

Estudos anteriores mostraram que algumas cobras marinhas onívoras adquiriram sensibilidade expandida ‘UV-blue’ por meio de alterações nos principais locais de aminoácidos moduladores espectrais do gene Opsin 1 (SWS1) de comprimento de onda curto.

Aqui, usamos o genoma de referência FAST para mostrar que a origem molecular dessa adaptação envolveu uma repetição, e uma repetição próxima, do gene SWS1 em todo o mar. Hydrophis cyanocinctus. Esta espécie possui quatro genes SWS1 intactos; Dois desses genes têm uma sensibilidade ancestral à luz ultravioleta e dois têm uma sensibilidade derivada dos comprimentos de onda mais longos que dominam os habitats marinhos.

Propomos que esta expansão acentuada do repertório de opsinas das serpentes marinhas compense funcionalmente as perdas ancestrais de duas opsinas mesopelágicas nas serpentes mais antigas (adaptação luz-luz). Isso fornece um forte contraste com a evolução das opsinas durante as transições ecológicas em mamíferos.

Como as cobras, os primeiros mamíferos perderam dois fotoepigmentos do cone; No entanto, linhagens como morcegos e cetáceos sofreram mais perdas de opsina à medida que se adaptavam a ambientes de pouca luz.