Ранее в этом году ученые использовали зебровых зябликов, чтобы определить ген, который позволяет птицам производить и отображать красный цвет.Новое исследование показывает, что тот же «ген красного» встречается и у черепах, у которых есть общий предок с птицами. Оба имеют общего предка с динозаврами.Ген, названный CYP2J19, позволяет птицам и черепахам превращать желтые пигменты в своем рационе в красный, который они затем используют для усиления цветового зрения в красном спектре за счет капель красного масла в сетчатке.
Птицы и черепахи — единственные существующие четвероногие или наземные позвоночные, у которых есть эти красные капельки масла на сетчатке глаза. У некоторых птиц и нескольких видов черепах красный пигмент, продуцируемый геном, также используется для внешнего отображения: красные клювы и перья или красные пятна на шее и ободки панциря, наблюдаемые у таких видов, как окрашенная черепаха.
Ученые собрали генетические данные различных видов птиц и рептилий, чтобы реконструировать эволюционную историю гена CYP2J19, и обнаружили, что он насчитывает сотни миллионов лет в древней генетической линии архелозавров — наследственной линии черепах, птиц и динозавров. .Результаты, опубликованные в журнале Proceedings of the Royal Society B, свидетельствуют о том, что «красный ген» возник около 250 миллионов лет назад, до отделения линии черепах от линии архозавров, и проходит прямо через черепах и птиц. эволюция.Ученые говорят, что, поскольку динозавры отделились от этой линии после черепах и были тесно связаны с птицами, это убедительно свидетельствует о том, что они несли ген CYP2J19 и обладали улучшенным «красным зрением» из-за красного масла сетчатки.
Это могло даже привести к тому, что некоторые динозавры вырабатывали ярко-красный пигмент для демонстрационных целей, а также для цветового зрения, как у некоторых птиц и черепах сегодня, хотя исследователи говорят, что это более умозрительно."Эти находки являются свидетельством того, что ген красного произошел в линии архелозавров, чтобы производить красный цвет для цветового зрения, и гораздо позже был независимо использован как у птиц, так и у черепах для отображения в красных перьях и панцирях некоторых видов, переходя от красного к красному. красный цвет », — говорит старший автор доктор Ник Манди с факультета зоологии Кембриджского университета.
«Это внешнее покраснение часто в сексуальном плане выбиралось как« честный сигнал »подлинно высокого качества партнера», — говорит он.Предыдущее исследование зебровых зябликов показало возможную связь между красными клювами и способностью расщеплять токсины в организме, предполагая, что внешнее покраснение сигнализирует о физиологическом качестве, и есть некоторые свидетельства того, что окраска красноухих черепах также связана с честным сигналом.
«Превосходное зрение в красном спектре, обеспечиваемое геном CYP2J19, поможет самкам птиц и черепах выбирать самых ярких красных самцов», — говорит Ханлу Твайман, аспирант, ведущий автор работы.В состав сетчатки глаза входят фоторецепторные клетки конической формы. В отличие от млекопитающих, колбочки сетчатки у птиц и черепах содержат ряд ярко окрашенных масляных капель, включая зеленые, желтые и красные.Эти масляные капли действуют аналогично фильтрам на объективе камеры. «Путем фильтрации падающего света капли масла приводят к большему разделению диапазона длин волн, на который реагирует каждый конус, создавая гораздо лучшую цветовую чувствительность», — объясняет Манди.
«Люди могут различать некоторые оттенки красного, такие как алый и малиновый. Однако птицы и черепахи могут видеть множество промежуточных красных оттенков, например, между этими двумя оттенками. Наша работа предполагает, что динозавры также обладали этой способностью видеть широкий спектр покраснений ", — говорит он.На протяжении сотен тысячелетий эволюции ген CYP2J19 был независимо использован для генерации красных пигментов во внешних проявлениях некоторых видов птиц и нескольких видов черепах.
Ученые говорят, что их данные показывают, что кооптация CYP2J19 для красной окраски у динозавров также была возможна.Родословная, которая привела к появлению чешуйчатых ящериц и змей, отделилась от линии архозавров до черепах и, как показывают результаты исследований, до возникновения гена красного. У этих рептилий либо отсутствуют капельки масла на сетчатке глаза, либо желто-зеленые, но не красные.
Тем не менее, крокодиловая линия отделилась от линии архелозавров после черепах, но крокодилы, похоже, утратили ген CYP2J19 и не имеют капель масла любого цвета в колбочках сетчатки.Манди говорит, что есть некоторые свидетельства того, что капли масла были потеряны из сетчатки у видов, которые вели ночной образ жизни в течение долгих периодов своего генетического прошлого, и что эта гипотеза подходит для млекопитающих и змей, а также может быть в случае с крокодилами.