
科學家發現,從白天和黑夜的證據中孤立的一百萬年的盲洞魚仍然有一個工作的生物鐘,儘管這是一個異常扭曲的。
研究人員補充說,這項研究可能會產生有關此類時鐘如何在動物中如何工作的新線索。
內部時鐘被稱為晝夜節律幫助動物,植物和其他生命使其日常活動適應白天和黑夜的周期。這些時鐘並不總是遵循精確的24小時時間表,因此要與自然世界保持同步,它們每天都會通過諸如日光之類的信號重置。
晝夜節律提出的一個問題是是否以及如何永生中的生物仍然保持時間。例如,全世界約有50種魚類已經演變成在洞穴中沒有陽光的生活,很多時候失去了眼睛。
意大利費拉拉大學的年代生物學家克里斯蒂亞諾·貝托魯奇(Cristiano Bertolucci)說:“洞穴魚為我們提供了一個獨特的機會,了解陽光對我們的進化產生了深遠的影響。”
Bertolucci和他的同事調查了索馬里洞魚(phreatichthys andruzzii),在沙漠之下孤立了140萬至260萬年。他們比較了在相對正常的魚類,斑馬魚中看到的游泳行為和時鐘基因的活動(丹麥飼養),在山洞魚中看到的。
斑馬魚的晝夜節律鐘錶非常有節奏,與黑暗和光週期同步。毫不奇怪,盲洞魚的行為也沒有類似地與光同步。但是,當使用不同的節奏信號(將魚類給食物的常規時間)時,斑馬魚和洞穴魚的晝夜節律與之匹配。這表明如果給出相關信號(例如食物),洞穴時鐘可以工作。
仔細觀察地下魚類的時鐘基因,發現兩種稱為Opsins的主要光敏化學物質中的突變使它們無法對光進行反應,從而啟動了啟動的晝夜節律。奇怪的是,當洞穴魚被賦予已知在正常魚中激活時鐘基因的化學物質時,盲魚的晝夜節律以奇怪的長周期移動到約47小時。
研究人員尼古拉斯·福克斯(Nicholas Foulkes)在德國Eggenstein的Karlsruhe技術學院的一名年代生物學家尼古拉斯·福克斯(Nicholas Foulkes)告訴Livesciencienciencienciencience。
但是,這些複雜的機制似乎很難改變,因為它們在許多不同的物種中通常看起來在很大程度上沒有變化,”因此,實際上可能需要很多時間才能真正丟失它們。作為這一正在進行的過程的一部分,這可能就是為什麼這個時鐘被打破了,在47小時長的時間內,而不是24小時。也許在一百萬年內,這條魚可能不會添加到fulkes。”時鐘是否仍然為他們提供任何目的仍然不確定。
關於光如何調節晝夜節律。 Foulkes說,分析這些時鐘基因在盲洞魚中的工作方式為解決了其他魚類的光敏分子是什麼是其他魚類至關重要的“第一個線索”。
福克斯補充說:“這項研究為對時鐘如何響應其環境的響應提供了更全面的理解奠定了基礎。”
科學家今天(9月6日)在《 PLOS生物學》雜誌上詳細介紹了他們的發現。
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