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科学家们刚刚证明了变色的海蛇尾可以看见东西,尽管它们没有眼睛

科学家们刚刚证明了变色的海蛇尾可以看见东西,尽管它们没有眼睛

科学家首次发现海蛇尾利用视觉来引导它们穿过生机勃勃的珊瑚礁,这多亏了一种巧妙的变色技巧。

由牛津大学自然历史博物馆(Oxford University Museum of Natural History)的研究人员领导的这个国际团队,描述了一种新的视觉机制,这种机制与生活在加勒比海明亮而复杂的珊瑚礁中的海星和海胆有亲缘关系。他们的发现发表在《当代生物学》杂志上。

这个物种在30多年前第一次引起了科学界的注意,这要归功于它昼夜颜色的巨大变化和它对光线的强烈厌恶。最近,研究人员发现O. wendtii身上覆盖着数千个感光细胞,但它们控制的具体行为仍是一个谜。新的研究表明,O. wendtii能够看到视觉刺激,其标志性的颜色变化可能在视觉的形成中起着重要的作用。

科学家们刚刚证明了变色的海蛇尾可以看见东西,尽管它们没有眼睛

劳伦·萨姆纳-鲁尼是牛津大学自然历史博物馆的一名研究员,专门研究不寻常的视觉系统。她在巴拿马的史密森尼热带研究所和柏林的自然博物馆与Ophiocoma合作了几年。Sumner-Rooney与来自德国自然博物馆、隆德大学和乔治亚理工学院的团队成员一起,进行了数百次行为实验来测试“海脆”的行为。《;eyesight’。

科学家们刚刚证明了变色的海蛇尾可以看见东西,尽管它们没有眼睛

“这些实验不仅为我们提供了‘海蛇尾’能够‘看见’的第一个证据,”Sumner-Rooney说,“但这只是所有缺乏眼睛的动物中第二个已知的视力例子”。研究人员认为,这些动物能够找到可以提供躲避捕食者的类似结构的对比区域。尽管它们的视力看起来很粗糙,但在拥挤的热带珊瑚礁上,受到干扰的海蛇尾却从不需要看得太远就能找到最近的隐蔽处。

然而,一个意想不到的发现提出了关于这个视觉系统如何工作的新问题。“我们惊讶地发现,我们白天看到的反应在晚上测试的动物身上消失了,但光敏细胞似乎仍然活跃。”Sumner-Rooney说。

研究小组开始试图找出是什么导致了这种行为上的巨大转变,排除了一些可能的因素,如失去动力和低光强度使视力变得非常困难。他们无法排除的是O. wendtii特有的颜色变化,从白天的深红色到晚上的米黄色。在此之前,Sumner-Rooney的团队发现了另一种紧密相关的海蛇尾,也被光传感器覆盖,但它没有表现出同样的颜色变化。奇怪的是,这种颜色较浅的物种也没有通过视力测试。

结合一系列技术,研究人员重建了两个物种中单个光敏细胞的数字模型,这些细胞有或没有O. wendtii在白天的黑暗色素沉着。他们证明,在白天,色素限制光到达传感器的角度更窄,符合他们假设的视觉分辨率。没有这种色素——在O. pumila,或在O. wendtii -的夜间光可以从一个更宽的角度到达传感器,使视觉不可能。

“这是一个非常令人兴奋的发现,”Sumner-Rooney解释道。“30年前曾有人提出,改变颜色可能是蛇肉瘤对光敏感的关键,所以我们很高兴能够填补一些空白,并描述这种新的机制。”

尽管这是第一个提出利用全身颜色变化来工作的视觉系统,科学家们还发现了与海胆的潜在相似性,海胆是海蛇尾的远亲。只有一种海胆“通过了”同样的视觉测试,它也能独立地根据光线改变颜色。这种海胆是世界上已知的唯一一种没有眼睛就能看见东西的动物,未来的工作将探索它是否会使用类似的方法来治疗蛇发昏迷。

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