Ученые выяснили, что стрекозы видели красный свет как человек благодаря опсину
Недавние исследования открыли, что стрекозы способны воспринимать красный свет почти так же, как и млекопитающие, включая человека. Это открытие является редким примером параллельной эволюции, когда два далеких друг от друга вида приходят к одинаковому биологическому решению. Работа, посвященная этому открытию, была опубликована в престижном журнале Cellular and Molecular Life Sciences (CMLS).
Зрение человека определяется специальными белками-опсинами, которые позволяют различать цвета. У людей существует три типа таких белков, отвечающих за восприятие синего, зеленого и красного света. Исследование показало, что у стрекоз также имеется уникальный опсин, который реагирует на длину волны примерно 720 нанометров — это значение находится за пределами красного спектра, доступного человеческому глазу.
Ученые предполагают, что способность стрекоз различать красный свет может играть ключевую роль в процессе поиска партнера. Анализ показал, что самцы и самки стрекоз по-разному отражают красный и ближний инфракрасный свет, что дает возможность насекомым легко распознавать друг друга в полете. Наиболее удивительным является то, что механизм работы опсина у стрекоз оказался идентичен тому, который используется млекопитающими.
«Мы обнаружили, что механизм восприятия красного света у стрекоз идентичен тому, что есть у млекопитающих, включая человека», — рассказал первый автор работы Рю Сато.
Это открытие указывает на то, что эволюция независимо привела к аналогичному решению у организмов, разделенных сотнями миллионов лет. Кроме того, исследователи выделили «ключевую точку» в структуре белка, отвечающую за его чувствительность. Изменив эту точку, ученые смогли сдвинуть диапазон восприятия в сторону инфракрасного излучения.
Созданный вариант опсина уже способен активировать клетки под воздействием ближнего инфракрасного света, что открывает новые горизонты для оптогенетики — технологии, позволяющей управлять клетками с помощью света.
Поскольку инфракрасное излучение проникает глубже в ткани, такие белки могут оказаться полезными для воздействия на участки организма, которые в настоящее время сложно исследовать.
«Наши результаты показывают, что этот опсин может стать перспективным инструментом для работы с живыми организмами», — подчеркнул Мицумаса Коянаги.
Исследователи также отмечают, что открытие имеет большое значение не только для понимания эволюции зрения, но и для разработки новых биомедицинских технологий, которые могут изменить подходы в медицине и науке.
