結(jié)合化石和基因研究提高了我們對(duì)古代動(dòng)物如何看待世界的理解

布里斯托爾大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過結(jié)合化石和基因研究，增進(jìn)了我們對(duì)古代動(dòng)物如何看待世界的理解。

生活在5億多年前寒武紀(jì)時(shí)期的昆蟲和甲殼類動(dòng)物的祖先是一些最早活躍的食肉動(dòng)物，但人們對(duì)它們的眼睛如何適應(yīng)狩獵知之甚少。

今天發(fā)表在《英國皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B》上的工作表明，當(dāng)化石和遺傳數(shù)據(jù)同時(shí)被評(píng)估時(shí)，可以得出關(guān)于長期死亡物種的令人興奮的結(jié)論，而這些結(jié)論以前是不可用的。

通過考察化石眼睛的形態(tài)特征和遺傳視覺色素線索，布里斯托大學(xué)大衛(wèi)皮薩尼(Davide Pisani)領(lǐng)導(dǎo)的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)生物科學(xué)學(xué)院的生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)基因組學(xué)教授、地球科學(xué)學(xué)院感覺科學(xué)教授尼古拉斯羅伯茨(Nicholas Roberts)可以發(fā)現(xiàn)，眼睛更復(fù)雜的古代食肉動(dòng)物可能見過顏色。

皮薩尼教授評(píng)論說：“以這種方式結(jié)合化石和遺傳數(shù)據(jù)是現(xiàn)代古生物學(xué)和生物學(xué)研究中一個(gè)非常令人興奮的前沿。視覺是許多動(dòng)物行為和生態(tài)的關(guān)鍵。了解滅絕的動(dòng)物如何看待它們的環(huán)境將會(huì)對(duì)它們有很大幫助。闡明它們是如何進(jìn)化的。”

通過計(jì)算不同視覺色素的出現(xiàn)時(shí)間，然后將其與關(guān)鍵化石譜系的推斷起源年齡進(jìn)行比較，研究人員可以計(jì)算出不同化石物種可能擁有的色素?cái)?shù)量。他們發(fā)現(xiàn)眼睛更復(fù)雜的化石動(dòng)物似乎有更多的視覺色素，而寒武紀(jì)的大型食肉動(dòng)物可能已經(jīng)能夠看到顏色。

詹姆斯弗萊明博士、皮薩尼教授和羅伯茨以前的博士生解釋說：“動(dòng)物基因組，因此視蛋白基因(形成不同視覺色素的基礎(chǔ))是通過基因復(fù)制過程進(jìn)化而來的。復(fù)制前存在的視蛋白和色素就像親本，復(fù)制過程中出現(xiàn)的兩個(gè)新視蛋白(和色素)就像家譜中的孩子。

“我們計(jì)算了這些孩子的出生日期，這讓我們了解了古代世界對(duì)占據(jù)它的動(dòng)物的看法。我們發(fā)現(xiàn)，雖然我們考慮的一些化石只有一種色素，而且是單色的，也就是說，它們看世界就像看黑白電視一樣，眼睛的形狀也比較復(fù)雜，比如標(biāo)志性的三葉蟲，里面含有很多色素，非常有可能看到它們的世界顏色?！?

復(fù)眼和各種視覺色素的結(jié)合使動(dòng)物能夠僅通過顏色來區(qū)分不同的物體——我們稱之為色覺。

羅伯茨教授評(píng)論道：“非常值得注意的是，看到這些動(dòng)物對(duì)世界的看法，在經(jīng)歷了數(shù)百萬年后，已經(jīng)從灰色變成了我們今天看到的五彩繽紛的世界。"

該項(xiàng)目涉及來自世界各地的科學(xué)家——來自英國、丹麥、、韓國和。弗萊明博士現(xiàn)已調(diào)任博士后研究員。他們每個(gè)人都為這項(xiàng)多學(xué)科工作帶來了自己的專長，提供了遺傳學(xué)、視覺、分類學(xué)和古生物學(xué)方面的專業(yè)知識(shí)。

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