Куры превосходят людей в способности видеть цвет
Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе изучили глаз курицы и обнаружили шедевр биологического дизайна.
Учёные картировали пять типов световых рецепторов в глазу курицы. Они обнаружили, что рецепторы расположены в переплетённых мозаиках, которые максимизируют способность курицы видеть множество цветов в любой заданной части сетчатки — светочувствительной структуры в задней части глаза.
"Основываясь на этом анализе, птицы явно превзошли нас в нескольких аспектах цветового зрения", — говорит Джозеф К. Корбо, старший автор исследования и доцент кафедры патологии, иммунологии и генетики.
Организация цветовых рецепторов в сетчатке курицы значительно превосходит таковую в большинстве других сетчаток и, конечно, в сетчатках большинства млекопитающих.
Учёные опубликовали свои результаты в журнале PLoS One.
Птицы, вероятно, обязаны своим превосходным цветовым зрением тому, что не переживали период эволюционной истории в темноте. Птицы, рептилии и млекопитающие произошли от общего предка, но в эпоху динозавров большинство млекопитающих стали ночными на миллионы лет.
Дневное зрение зависит от рецепторов, известных как колбочки, которые менее выгодны, когда организм наиболее активен ночью. Птицы, как полагают, являются потомками динозавров и никогда не проводили аналогичного периода, живя в основном в темноте. В результате у птиц больше типов колбочек, чем у млекопитающих.
"Сетчатка человека имеет колбочки, чувствительные к красным, синим и зелёным длинам волн", — объясняет Корбо. — "Сетчатки птиц также имеют колбочку, способную обнаруживать фиолетовые волны, включая часть ультрафиолетового спектра, и специализированный рецептор, называемый двойной колбочкой, который, как мы полагаем, помогает им обнаруживать движение".
Кроме того, большинство птичьих колбочек имеют специализированную структуру, которую Корбо сравнивает с "клеточными солнечными очками": линзоподобная капля масла внутри колбочки, окрашенная для фильтрации всего, кроме определённого диапазона света.
Исследователи использовали эти капли, чтобы картировать расположение различных типов колбочек на сетчатке курицы. Они обнаружили, что разные типы колбочек равномерно распределены по всей сетчатке, но две колбочки одного типа никогда не располагались рядом друг с другом.
"Это идеальный способ равномерно отбирать цветовое пространство вашего поля зрения", — говорит Корбо. — "Это похоже на глобальную модель, созданную из простого локального правила: вы можете быть рядом с другими колбочками, но не рядом с колбочкой того же типа".
Корбо предполагает, что повышенная чувствительность к цвету может помогать птицам в поиске партнёров, что часто связано с красочным оперением, или при кормлении ягодами или другими цветными плодами.
Корбо планирует последующие исследования того, как устанавливается эта организация. По его словам, такие знания в конечном итоге могут помочь учёным, стремящимся использовать стволовые клетки и другие новые методы для лечения почти 200 генетических нарушений, которые могут вызывать различные формы слепоты.
"Многие наследственные состояния, вызывающие слепоту у людей, затрагивают колбочки и палочки, и будет интересно посмотреть, поможет ли то, что мы узнаем об организации сетчатки курицы, лучше понять и исправить такие проблемы в человеческом глазу", — говорит Корбо.