Ученые обнаружили у личинок глубоководных рыб новый тип фоторецепторных клеток, который не вписывается в классическую двухкомпонентную модель зрения позвоночных, господствующую в науке более 150 лет. Исследование международной группы специалистов опубликовано в журнале Science Advances.
Согласно устоявшимся представлениям, сетчатка позвоночных содержит два типа светочувствительных клеток — колбочки, отвечающие за зрение при ярком свете, и палочки, обеспечивающие восприятие в темноте. Эта догма воспроизводилась в учебниках на протяжении полутора веков.
«Наше исследование личинок глубоководных рыб выявило третий тип фоторецепторов, — заявил Фабио Кортези из Школы экологии Квинслендского университета (Австралия), ведущий автор работы. — Эти клетки оптимизированы для зрения в условиях низкой освещенности, в сумерках. Они представляют собой гибрид: используют молекулярные механизмы и гены колбочек, но по форме и структуре напоминают палочки».
По словам исследователя, такая комбинация позволяет сочетать лучшие свойства обеих систем, создавая эффективный инструмент для сумеречного зрения, которого не было у позвоночных в известной ранее схеме. Объектом исследования стали личинки рыб, собранные в Красном море на глубинах от 20 до 200 метров в ходе серии морских экспедиций. Работа с материалом потребовала высокой точности: длина личинок не превышает полу сантиметра, а диаметр их глаз — менее миллиметра. «Мы знаем, что во взрослом возрасте некоторые из этих видов опускаются на глубину до километра, где царит полная темнота, и адаптируют зрение к экстремальным условиям, — рассказала соавтор исследования доктор Лили Фогг. — Нас интересовало, как формируется их зрительная система на ранних этапах, в сумеречной зоне, где они питаются и растут перед погружением в самые темные слои океана».
Биологи изучили структуру сетчатки личинок, проанализировали экспрессию генов и морфологию клеток. Результаты подтвердили наличие ранее неизвестного типа фоторецепторов.
Исследователи полагают, что уникальная структура гибридных фоторецепторов может послужить прообразом для создания новых сенсорных технологий.
«Если мы поймем, как устроены эти клетки, мы сможем разработать более эффективные камеры или очки для съемки при слабом освещении, которые не будут терять четкость изображения», — пояснил Кортези.
В медицине открытие может стимулировать поиск новых подходов к лечению глазных заболеваний. Механизмы, позволяющие клеткам рыб функционировать в условиях высокого давления на глубине, могут оказаться связаны с патологическими процессами, развивающимися при глаукоме и других болезнях, сопровождающихся повышением внутриглазного давления.
Идею гидрогелевой батареи позаимствовали у электрического угря
Ученые обнаружили 90 странных новых видов, живших 512 млн лет назад
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram