CMLS: стрекозы воспринимают красный свет почти так же, как млекопитающие

Ученые выяснили, что стрекозы воспринимают красный свет почти так же, как млекопитающие, включая человека. Это редкий пример параллельной эволюции, когда далекие друг от друга виды приходят к одинаковому биологическому решению. Работа опубликована в журнале Cellular and Molecular Life Sciences (CMLS).

Зрение человека основано на белках-опсинах, которые позволяют различать цвета.

У людей есть три типа таких белков — для синего, зеленого и красного света. У стрекоз, как оказалось, есть особый опсин, реагирующий на длину волны около 720 нанометров — это уже за пределами красного спектра, доступного человеческому глазу.

Ученые предполагают, что такая способность помогает стрекозам находить партнеров. Анализ показал, что самцы и самки по-разному отражают красный и ближний инфракрасный свет, что позволяет насекомым быстро различать друг друга в полете. Наиболее неожиданным оказалось то, что механизм работы этого опсина совпадает с тем, который используется у млекопитающих.

"Мы обнаружили, что механизм восприятия красного света у стрекоз идентичен тому, что есть у млекопитающих, включая человека", — рассказал первый автор работы Рю Сато.

Это означает, что эволюция независимо привела к одинаковому решению у организмов, разделенных сотнями миллионов лет. Кроме того, исследователи нашли "ключевую точку" в структуре белка, отвечающую за его чувствительность. Изменив ее, они смогли сдвинуть диапазон восприятия в сторону инфракрасного излучения.

Созданный вариант опсина уже способен активировать клетки под действием ближнего инфракрасного света, что открывает перспективы для оптогенетики — технологии, позволяющей управлять клетками с помощью света.

Поскольку инфракрасное излучение проникает глубже в ткани, такие белки могут помочь воздействовать на участки организма, которые сейчас трудно исследовать.

"Наши результаты показывают, что этот опсин может стать перспективным инструментом для работы с живыми организмами", — подчеркнул Мицумаса Коянаги.

Авторы отмечают, что открытие важно не только для понимания эволюции зрения, но и для разработки новых биомедицинских технологий.