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.
Ранее было названо животное, пережившее крупнейшее вымирание на Земле и захватившее океаны.