Мушки-дрозофилы видят жизнь в оранжевом цвете

Изучение свойств рецепторов в глазах мушек-дрозофил показало, что лучше всего эти насекомые видят световые волны оранжевого цвета, а также необычно хорошо воспринимают ультрафиолетовое излучение. Статью с результатами исследования опубликовал научный журнал Scientific Reports.

«Каротиноидные фильтры в глазах мушек поглощают световые волны в фиолетовой и синей части спектра и смещают пик их чувствительности в оранжевую часть спектра. У этой особенность их глаз есть еще одно следствие – она повышает чувствительность их ультрафиолетовых фоторецепторов. Благодаря этому мушки лучше воспринимают цвета окружающего мира», – рассказала Камилла Шарки, научный сотрудник Миннесотского университета (США) и один из авторов исследования.

В глазах человека и органах зрения других млекопитающих находится два типа светочувствительных клеток – колбочки и палочки. Первые отвечают за распознавание цветов в условиях высокой освещенности, а палочки обеспечивают способность видеть силуэты предметов при тусклом свете – например, звезд или Луны.

Количество и устройство различных типов колбочек и их функции могут заметно отличаться. К примеру, у людей в глазах – три вида колбочек, а у птиц и рептилий – четыре, один из которых позволяет им видеть ультрафиолетовое излучение.

У многих беспозвоночных органы зрения еще более экзотические. Они помогают «экономить» вычислительные ресурсы мозга и распознавать только те формы света, которые важны для выживания. Подобным образом устроены глаза раков-богомолов: в них 12 разных фоторецепторов, каждый из которых различает определенный цвет.

Мир в глазах мушки

Шарки и ее коллеги открыли сразу несколько необычных черт фоторецепторов беспозвоночных, изучая глаза самого изученного насекомого на Земле – плодовых мушек-дрозофил (Drosophila melanogaster).

Биологи уже много десятилетий знали, что зрение этих насекомых полноцветное. Однако точный механизм работы фоторецепторов дрозофил, как и различия в том, как они воспринимают мир по сравнению с другими живыми существами, оставались для ученых загадкой.

Американские молекулярные биологи и нейрофизиологи попытались получить ответы на эти вопросы. Для этого они модифицировали геном мушек таким образом, что каждый из восьми типов фоторецепторов в глазах насекомых можно было избирательно отключать.

Ученые оставляли включенным только один тип рецепторов и подключали его к электродам. Таким образом они наблюдали, как нервные клетки реагировали на облучение светом на разных длинах волн. Благодаря этому Шарки и ее коллеги могли следить, как работает весь глаз мушки в целом, а не за отдельными его компонентами, работу которых хорошо изучили в прошлом.

Эти опыты показали, что плодовые мушки лучше всего видят далеко не те цвета, на которые указывает расшифровка их генов. К примеру, рецептор Rh6, который предположительно отвечает за распознавание зеленых оттенков, на самом деле лучше всего воспринимает оранжевые цвета, а рецептор Rh1 отвечал за ультрафиолетовое зрение, а не за синие и фиолетовые тона.

Многие подобные сдвиги в характере их работы, как выяснили исследователи, были связаны с тем, что глаза дрозофил покрывает своеобразный «светофильтр» – структура желтого цвета. Она состоит из каротиноидов – молекул, которые по своему устройству похожи на витамин А.

Этот же фильтр, как обнаружили ученые, несколько размывает зрение мушек, но делает их более чувствительным к разным цветам. Вероятно, это играет важную роль в их жизни.

Исследователи отмечают, что такую особенность зрения мушек важно учитывать при проведении дальнейших опытов, в которых экспериментаторы изучают, как дрозофилы пользуются своими глазами, а также при переносе их результатов на исследования на позвоночных.