上海
▎药明康德内容团队编辑
许多人对体积很小的虫子有着深深的恐惧，我们遇见的时候第一反应是跑，胆大的则会选择踩死虫子。但很多次当我们就要下脚的时候，虫子却突然一下就闪走了。它们是怎么看到我们出手的呢？
而中国东北林业大学研究团队在《美国科学院院刊》发表的新研究指出，某些眼睛或者视觉系统不发达的小生物，似乎不是直接看到我们的动作，而是“感觉”到了。
平时来说，对视觉最重要的一个分子就是感光蛋白，或者也叫光敏蛋白。感光蛋白存在于许多生命类型中，即使是单细胞生物也会携带对光敏感的蛋白质。当光子被位于细胞膜表面的感光蛋白吸收后，它就可以允许特定离子经过细胞膜，并产生后续反应。
对我们来说，这部分反应会通过眼睛完成，神经细胞会产生并传递信号，最后在大脑破解视觉画面。
新研究关注了一种令人恐惧的生物——蜈蚣，它并没有眼睛，但是却对光异常敏感。平时它们喜欢选择阴暗的地方生存，一旦暴露在光下会迅速选择窜逃。
但由于长时间生活在无光环境，它们没有类似眼睛的结构。通过对很多蜈蚣的基因组分析，研究者甚至发现它们没有感光蛋白的基因，这意味着我们常规知道的“看”世界的方法失灵了。
为了探索蜈蚣的感光秘诀，研究者设计了一个特殊的系统，它们会将蜈蚣置于其中并给予光照，然后追踪它们身体结构上的反应。在多次实验中，一个特殊的结构展示了不同寻常的变化：蜈蚣的触角在光照下不断地升温。
▲暴露在光照下，蜈蚣的触角会产生升温变化（图片来源：参考资料[2]）
只需10秒钟，触角的温度就会上升8℃以上，它身体其他部位都不会产生如此剧烈的变化。当研究者尝试将锡纸做成的特殊帽子盖在触角上之后，蜈蚣就失去了寻找黑暗环境的能力。
看来蜈蚣的感光能力就出现在触角上，并且还是以热量的形式实现的。研究者尝试寻找了有哪些基因可以参与这一光感过程，这个基因不仅能需要生成跨膜蛋白，并且还要能允许离子通过，这样才可以激活类似感光蛋白的信号流程。
▲研究者找到了蜈蚣的特殊感光蛋白（图片来源：参考资料[2]）
在一共8000多个基因中，他们找到了那个独特的基因BRTNaC1，这个基因编码的跨膜蛋白与钠离子通道蛋白有些类似，但是它对温度敏感，并且不限于只允许钠离子通过，钙离子同样可以畅通。
借助特殊的分子抑制BRTNaC1的功能后，蜈蚣又再次失去了光感能力。研究者指出，这表明它们其实会通过间接的方式来感知光，当触角暴露在光下时，它会选择性地升温，然后通过温度的变化引起后续的反应。
不过研究还没有破解触角选择性升温的方法，这也是未来研究团队想继续探索的问题。
参考资料：
[1] How to see without eyes or a protein that senses light. Retrieved February 15, 2023 from https://arstechnica.com/science/2023/02/how-to-see-without-eyes-or-a-protein-that-senses-light/
[2] A thermal receptor for nonvisual sunlight detection in myriapods. PNAS(2023). DOI: 10.1073/pnas.2218948120
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