«Это первый раз, когда какой-либо аспект зрительной системы птиц был напрямую связан с эволюцией оперения», — сказала Наташа Блох, доктор философии, которая провела исследование, будучи аспирантом в области экологии. эволюция в Чикагском университете. «Это говорит нам о том, что восприятие цвета играет важную роль в эволюции впечатляющего разнообразия цветов, которое мы видим в природе».Поразительные различия в окраске самцов и самок обнаруживаются у разных видов птиц, но эволюционные причины этой вариации плохо изучены. Считается, что женское цветовое зрение и восприятие играют определенную роль, но измерить это поведение в лаборатории оказалось затруднительным.
Чтобы изучить связь, Блох сосредоточился на опсинах — специализированных белках сетчатки, которые отвечают за обнаружение света. У птиц четыре типа опсинов способствуют цветовому зрению, каждый из которых имеет разные диапазоны чувствительности для определенных длин волн света.Блох измерил уровни экспрессии генов этих опсинов у самцов и самок 16 видов певчих птиц Нового Света, семейства певчих птиц, распространенных в Северной и Южной Америке. Она обнаружила, что экспрессия опсина сильно различается у разных видов.
Поскольку это мера изобилия и плотности опсина, ее результаты показывают, что виды различаются по своей чувствительности и способности воспринимать цвет.Разборчивый взглядКогда уровни экспрессии генов сравнивали с различиями в окраске оперения у самцов и самок, выделялась одна тенденция. У видов камышевок, у которых самки имели высокую экспрессию опсина Sws2, самцы были гораздо более красочными.
Виды, у которых экспрессия Sws2 была низкой, показали обратную тенденцию с меньшими различиями в окраске между полами.«Сильная связь, наблюдаемая между экспрессией Sws2 и окраской оперения, предполагает, что экспрессия этого опсина меняет восприятие самками и, следовательно, их предпочтение к цвету, что, в свою очередь, движет эволюцией оперения самцов», — сказал Блох.
Sws2 чувствителен к длинам волн около синей области света, которая находится в середине видимого спектра. Известно, что различение цветов — способность различать разные цвета — требует, чтобы несколько опсинов работали в тандеме.
«Поскольку сексуальный отбор ставит во главу угла выбор самого сексуального и качественного партнера, что требует хорошей цветовой дискриминации, имеет смысл, что это опсин в середине спектра, который развивается в ответ на это давление», — сказал Блох.Блох также исследовал роль трех других опсинов. Экспрессия двух других опсинов варьировалась в зависимости от условий освещения в местах обитания, которые занимали птицы, что позволяет предположить, что они эволюционируют в ответ на давление окружающей среды. Оставшийся опсин показал слабую корреляцию с половым отбором, но не был значимым.
Блох предупреждает, что связь между зрением и половым отбором сложна, но эти результаты закладывают важную основу для будущих исследований.«Экспрессия опсина — это только один аспект цветового зрения», — сказала она. «Нам все еще нужно много узнать о том, как зрительная система различается у разных видов, чтобы понять, как развивались красивые цвета животных и почему разные виды развили разные цвета».
Исследование было поддержано Национальным институтом здравоохранения и Национальным научным фондом.