Глаза рака-богомола видят красный свет, который не различает почти никто
У рака-богомола около 30 зрительных пигментов — у человека их всего три. Исследователи из Льежского университета и Берлинского университета имени Гумбольдта впервые проанализировали их по отдельности и выяснили, что некоторые пигменты улавливают красный свет, который способны воспринимать очень немногие животные. Результаты опубликованы в журнале Science Advances. Данную информацию сообщает портал Phys.org.
Глаз рака-богомола разделён на два полушария центральной полосой, отвечающей за цветовое зрение. В этой полосе экспрессируется необычно много опсинов — белков, которые захватывают свет и преобразуют его в электрический сигнал для мозга. Команда под руководством Камиля Бруйона, Алины Пушкарёвой и Марджори Льенар измерила чувствительность 17 опсинов.
Оказалось, что 12 из них — стандартные зелёные опсины, похожие на человеческий зелёный пигмент. Три — инфракрасные, включая два красно-синих бистабильных опсина на границе видимого и инфракрасного спектра. Ещё два — сине-оранжевые бистабильные опсины. В сочетании с цветными фильтрами глаза это позволяет раку-богомолу различать свет с длиной волны до 687 нанометров.
Четыре пигмента обладают уникальным свойством: они бистабильны, то есть обратимо переключаются между двумя устойчивыми состояниями при поглощении света, без внешнего механизма восстановления. Два из них активируются красным светом и деактивируются синим, два других работают наоборот. У человека пигмент после поглощения фотона должен регенерировать, что объясняет пятна перед глазами после яркого источника света. Бистабильные пигменты реактивируются напрямую вторым фотоном.
По словам учёных, рак-богомол использует разные комбинации пигментов в зависимости от освещения: при ярком свете, когда ультрафиолетовые, синие и зелёные пигменты насыщены, продолжают работать красные опсины, а на рассвете и в сумерках животное полагается на зелёные и бистабильные синие опсины. Как именно рак использует эту информацию для охоты и защиты, пока не подтверждено поведенческими экспериментами.
Эти опсины интересны для оптогенетики — техники управления клеточной активностью светом. В отличие от канальных родопсинов водоросли Chlamydomonas reinhardtii, они относятся к семейству G-белок-сопряжённых рецепторов, которые участвуют в развитии сердечно-сосудистых, неврологических и воспалительных заболеваний и являются мишенью значительной доли одобренных лекарств. Пигменты, активируемые красным светом, могли бы служить молекулярными переключателями для точной регуляции этих сигнальных путей, поскольку красный свет проникает в ткани глубже и менее вреден для клеток, чем синий или ультрафиолетовый. Применения пока не разработаны: команда работает над повышением избирательности сигналов и поиском аналогичных белков у близких видов.
