Vážky možno vnímajú svet spôsobom, ktorý presahuje ľudské limity. Vedci zistili, že dokážu vnímať extrémne tmavočervené svetlo, a to vďaka špecializovanému vizuálnemu proteínu, ktorý je pozoruhodne podobný proteínu v ľudských očiach. Táto schopnosť im pravdepodobne pomáha vyhľadávať partnerov počas letu tým, že zachytávajú jemné rozdiely v odrazenom svetle.
Vážky sa medzi hmyzom vyznačujú schopnosťou vnímať červené svetlo. Zdroj: iStock/Stevan Garon
Vedci z Metropolitnej univerzity v Osake (OMU) zistili, že vážky vnímajú červené svetlo spôsobom, ktorý sa veľmi podobá tomu, ako to robia cicavce vrátane ľudí. Keďže mnohé medicínske technológie využívajú červené svetlo, tento objav by mohol mať dôsledky ďaleko presahujúce rámec biológie hmyzu.
Ľudské videnie závisí od proteínov v oku nazývaných opsíny. Tieto proteíny nám umožňujú vnímať rôzne farby. Máme tri hlavné typy, z ktorých každý je naladený na modré, zelené alebo červené vlnové dĺžky, ktoré spolu umožňujú plnofarebné videnie.
Prečo je videnie hlbokej červenej farby pre vážky dôležité?
Vážky sa medzi hmyzom vyznačujú schopnosťou vnímať červené svetlo. Výskumný tím, ktorý viedli profesori Micumasa Kojanagi a Akihisa Terakita z Prírodovedeckej fakulty OMU v Osake, identifikoval v prípade vážok špecifický opsín reagujúci na svetlo s vlnovou dĺžkou okolo 720 nm. Táto vlnová dĺžka presahuje najtmavšiu červenú farbu, ktorú ľudia bežne vnímajú. Človek je zrakom schopný vnímať len úzku oblasť spektra od približne 380 do 760 nm, nazývanú viditeľné svetlo.
Pozrite si
„Ide o jeden z najcitlivejších vizuálnych pigmentov na červenú farbu, aký bol kedy objavený,“ povedal profesor Terakita. „Vážky pravdepodobne vidia hlbšie do červeného spektra než väčšina hmyzu.“
Vedci navrhli, že táto zvýšená citlivosť pomáha vážkam nájsť partnerov. Aby túto myšlienku preskúmali, sledovali odrazivosť, čo sa týka toho, koľko svetla povrch odráža. V prípade vážok hrá odrazené svetlo kľúčovú úlohu v tom, ako sa jedince navzájom javia.
Ich merania odhalili jasné rozdiely medzi samcami a samicami v tom, ako odrážajú červené až blízkoinfračervené svetlo. To naznačuje, že samce sa môžu spoliehať na tieto jemné vizuálne signály, aby rýchlo identifikovali samice počas letu.
Prekvapivý prípad paralelnej evolúcie
„Mechanizmus, ktorým červený opsín vážok deteguje červené svetlo, je prekvapivo identický s mechanizmom červeného opsínu cicavcov vrátane ľudí. Je to neočakávaný výsledok, ktorý naznačuje, že ten istý evolučný proces prebehol nezávisle vo vzdialene príbuzných líniách,“ uviedol doktorand Rju Sato, prvý autor štúdie.
Tím tiež odhalil kľúčový detail, vďaka ktorému by mohol byť tento objav užitočný v technológii a medicíne. Kolektív vedcov identifikoval jednu pozíciu v proteíne opsín, ktorá určuje, ako reaguje na svetlo. Modifikáciou tejto pozície dokázali posunúť citlivosť proteínu smerom k dlhším vlnovým dĺžkam, čím sa priblížili k infračervenému spektru.
Následne vytvorili verziu proteínu, ktorá reaguje na ešte dlhšie vlnové dĺžky, a preukázali, že bunky obsahujúce tento modifikovaný opsín môžu byť aktivované infračerveným svetlom.
Tieto zistenia by mohli nájsť využitie napríklad v optogenetike, odbore, ktorý využíva svetlocitlivé proteíny na riadenie a štúdium buniek v živom tkanive. Keďže svetlo s dlhšími vlnovými dĺžkami preniká hlbšie do tela, proteín reagujúci na blízke infračervené žiarenie by mohol výskumníkom umožniť dosiahnuť bunky, ku ktorým je inak ťažké sa dostať.
„V tejto štúdii sa nám podarilo posunúť citlivosť modifikovaného opsínu blízkej infračervenej oblasti z vážok rodu Gomphidae ešte ďalej smerom k dlhším vlnovým dĺžkam a potvrdili sme, že modifikovaný opsín blízkej infračervenej oblasti môže vyvolať bunkové reakcie v odpovedi na svetlo blízkej infračervenej oblasti,“ uviedol profesor Micumasa Kojanagi, jeden z vedúcich autorov štúdie. Podľa neho tieto zistenia dokazujú, že opsín je sľubným optogenetickým nástrojom schopným rozpoznávať svetlo aj hlboko vnútri živých organizmov.
Zdroje: Úsporná žiarovka, Science Daily
(RR)
