Змеиные глаза: новые данные о зрительных адаптациях

Змеи адаптировали своё зрение для охоты днём и ночью. У змей, которым нужно острое зрение для дневной охоты, хрусталики глаз действуют как солнечные очки, отфильтровывая ультрафиолетовый свет и улучшая чёткость зрения. У ночных змей хрусталики пропускают ультрафиолет, что помогает им видеть в темноте.

Эти новые данные о связи между ультрафиолетовыми (УФ) фильтрами и методами охоты у змей стали одним из результатов первого масштабного исследования генов зрительных пигментов и хрусталиков у змей, опубликованного в онлайн-версии журнала Molecular Biology and Evolution.

Исследование провела международная группа учёных под руководством Дэвида Говера, включая исследователей из Музея естественной истории Бруно Симойнса и Филипу Сампайу. Большая часть работы, включая анализ ДНК, была выполнена в лабораториях музея.

До сих пор большинство современных исследований зрения позвоночных было сосредоточено на млекопитающих, птицах и рыбах. Учёные проанализировали гены, участвующие в производстве зрительных пигментов, у 69 видов змей. Они обнаружили, что по мере изменения генов от вида к виду меняется молекулярная структура пигментов и длины волн света, которые они поглощают.

Ключевые выводы исследования:

• Цветовое зрение: У большинства змей три зрительных пигмента, и, вероятно, они являются дихроматами при дневном свете — видят два основных цвета вместо трёх, как большинство людей.
• Адаптация генов: Гены зрительных пигментов змей претерпели значительную адаптацию, включая изменения чувствительности к длинам волн света, чтобы соответствовать разнообразию их образа жизни.
• УФ-чувствительность: Большинство изученных змей чувствительны к УФ-свету, что, вероятно, позволяет им хорошо видеть в условиях низкой освещённости. У таких змей хрусталики пропускают УФ-свет.
• УФ-фильтрация: У змей, полагающихся на зрение для дневной охоты (например, у летающей змеи Chrysopelea ornata или ящеричной змеи Malpolon monspessulanus), хрусталики блокируют УФ-свет. Это может защищать глаза от повреждений и улучшать чёткость зрения (аналогично жёлтым очкам горнолыжников). Пигменты в сетчатке этих змей настроены на поглощение более длинных волн, а не короткого УФ-света.
• Ночные виды: Все изученные ночные виды (например, блестящая змея Arizona elegans) имеют хрусталики, не фильтрующие УФ.
• Эволюционный предок: Анализ эволюции пигментов показал, что последний общий предок всех ныне живущих змей обладал УФ-чувствительным зрением. По словам автора исследования Говера, это согласуется с гипотезой, что он был адаптирован к жизни в условиях низкой освещённости на суше.