有些海蛇可能并不是色盲

对于环纹海蛇来说，看到奇妙的色彩世界并不总是可能的。这些在澳大利亚和亚洲海洋中游荡的有毒海蛇曾经失去了色觉，但一项针对其基因组的新研究表明，在过去的 1 亿年里，它们可能已经恢复了看到更广泛色彩的能力。该研究结果于 7 月 12 日发表在牛津大学出版社出版的《基因组生物学与进化》杂志上。

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对于动物来说，正常的色觉主要由一种称为视觉视蛋白的基因决定。随着四足动物（包括两栖动物、爬行动物和哺乳动物）的进化，视蛋白基因多次丢失。新视蛋白基因的出现比丢失视蛋白基因要罕见得多。2020 年的一项研究发现，南美洲的一些半水生蛇类 Helicops 是已知的唯一恢复这些视蛋白基因的蛇类。

“祖先蛇，也就是最初的蛇类物种，在大约 1.1 亿年前失去了高级色觉能力。这是因为它们可能生活在视觉感知有限的昏暗环境中，”研究合著者、阿德莱德大学博士生兼海洋生物学家 Isaac Rosetteo 告诉PopSci 。

这种蛇类祖先生活在陆地上，后来进化为所有蛇类，包括海蛇。当它们的色觉基因消失后，它们只能感知非常有限的颜色范围。然而，随着一些眼镜蛇后代开始改变，这种情况可能开始改变。在过去的 2500 万年里，两种眼镜蛇谱系已经从陆地环境迁移到海洋环境。

在掌握了环纹蛇的完整基因组测序后，澳大利亚阿德莱德大学、英国普利茅斯大学和越南科学技术院的团队在这项新研究中研究了五种生态上不同的眼镜蛇的视觉视蛋白基因。眼镜蛇科是约 300 种毒蛇的科，其中包括曼巴蛇、眼镜蛇和环纹海蛇。更广泛地研究这个科为研究视觉基因的分子进化提供了机会。

研究小组发现，环纹海蛇现在有四个完整的视蛋白基因SWS1拷贝。其中两个基因对波长较短的紫外线敏感，而另外两个基因则进化出对海洋栖息地中主要存在的长波长光的敏感性。

“预计只有一种 [这些基因]。据我们所知，世界上其他约 4000 种蛇类（除了几种旋尾蛇）都只具有其中一种基因。最有趣的是，其中两种基因可以感知紫外线，而另外两种基因可以感知蓝光。这有望大大提高它们对颜色的敏感度，这在明亮的海洋环境中非常有用，”Rosetto 说。

作者认为，这种敏感性意味着蛇类可能具有颜色辨别能力，这使得它们能够在海洋更加丰富多彩的背景下区分捕食者和猎物，以及区分潜在的蛇类配偶。

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这与蝙蝠、海豚和鲸鱼等哺乳动物在其自身生态转型过程中视蛋白的进化有很大不同。这些哺乳动物在适应昏暗光线和水生环境时，视蛋白损失更多。

“我们灵长类祖先通过类似的机制发展出了我们所拥有的高级色觉。它们的长波长敏感视蛋白被复制，其中一个副本被改变，使其能够感知与原始不同的光波长，”罗塞托说。“这些蛇也做了同样的事情，只是视觉视蛋白不同，现在有四个副本，而不是两个。如果没有这些复制，我们（和它们）的色觉能力将大大降低。”