在三种鱼类中发现新型视觉细胞 光感受器细胞适应阴暗光照条件 它是常规杆状细胞和锥状细胞的混合体 作者：威尔·邓汉 华盛顿，2 月 18 日（路透社）——一个多世纪以来，生物学教科书一直认为脊椎动物（包括人类）的视觉是由两种明确的细胞类型构成的：杆状细胞用于处理微弱光线，锥状细胞用于明亮光线和颜色。涉及深海鱼的新研究表明，这种整齐的划分实际上并不那么简单。 科学家们在深海鱼中发现了一种新型视觉细胞，它融合了杆状细胞的形状和形式以及锥状细胞的分子机制和基因。这种适应阴暗光照条件的混合型细胞在红海三种深海鱼的幼虫中被发现。 研究的物种包括：一种名为 Maurolicus mucronatus 的刀鱼；一种名为 Vinciguerria mabahiss 的光鱼；以及一种名为 Benthosema pterotum 的灯笼鱼。刀鱼在其一生中保留了混合细胞，而其他两种则在成年后转变为常规的杆锥二分法。 这三种鱼都很小，成年鱼的长度大约为 1-3 英寸（3-7 厘米），幼虫则更小。它们栖息在光线微弱的海洋环境中，阳光难以渗透到水下深处。 脊椎动物的视网膜是眼睛后部的感光膜，能够检测光线并将其转化为信号传递给大脑，具有两种主要类型的光敏视觉细胞，称为光感受器。它们的名称源于其形状：杆状细胞和锥状细胞。 “杆状细胞和锥状细胞在光线昏暗和明亮条件下会缓慢改变在视网膜中的位置，这就是为什么当我们在夜间去洗手间时打开灯开关，眼睛需要时间来适应，” 芬兰赫尔辛基大学的海洋生物学博士后研究员、发表在《科学进展》期刊上的研究的主要作者莉莉·福格说。 “我们发现，这些深海鱼在幼虫阶段主要使用一种混合型光感受器。这些细胞看起来像杆状细胞——长而圆柱形，优化以捕捉尽可能多的光子。但它们使用锥状细胞的分子机制，开启通常只在锥状细胞中发现的基因，” 福格说。 研究人员检查了在 65 到 650 英尺（20 到 200 米）深度捕获的鱼幼虫的视网膜。在它们栖息的昏暗环境中，脊椎动物视网膜中的杆状细胞和锥状细胞通常都在工作，但效果都不太好。这些鱼展示了一种进化的补救措施。 “我们的结果挑战了长期以来认为杆状细胞和锥状细胞是两种固定、明确分开的细胞类型的观点。相反，我们展示了光感受器可以以意想不到的方式融合结构和分子特征。这表明脊椎动物的视觉系统比以前认为的更灵活和进化适应性更强，” 福格说。 “这是一个非常酷的发现，表明生物学并不适合简单的分类，” 研究的高级作者、澳大利亚昆士兰大学的海洋生物学家和神经科学家法比奥·科尔泰西说。“如果我们发现这些细胞在所有脊椎动物中，包括陆生物种中更为常见，我不会感到惊讶。” 这三种鱼都通过身体上位于腹部的小发光器官发出生物发光。它们产生的蓝绿色光与来自上方阳光的微弱背景光融合。这种策略称为反照明，是深海中一种常见的伪装形式，以避免捕食者。 “像这些小鱼为开放海洋提供了能量。它们数量众多，是许多大型掠食鱼类（包括金枪鱼和马林鱼）、海洋哺乳动物（如海豚和鲸鱼）以及海鸟的食物，” 科尔泰西说。 这些鱼类还参与了动物王国中最大的日常迁徙之一。它们在夜间游到水面附近，以在富含浮游生物的水域觅食，然后在白天返回 650 到 3280 英尺（200 到 1000 米）的深处，以避免被捕食。 “深海仍然是人类探索的前沿，是一个充满潜力的神秘盒子，可能会有重大发现，” 科尔泰西说。“我们应该以极大的谨慎来保护这个栖息地，以确保未来的世代能够继续惊叹于它的奇观。” 研究揭示了大象鼻子上的胡须的秘密 虎鲸使用海藻作为工具来互相梳理 野生黑猩猩吃发酵水果时获得惊人的酒精量
