Tetrachromacy: pasaule četrās krāsās • Anton Morkovin • Science Vārdadiena uz "Elements" • Bioloģija

Tetrachromatia: pasaule četrās krāsās

Parasti cilvēka tīklene satur četru veidu gaismasjūtīgus receptorus: trīs veidu spieķus un vienu spiegu tipu. Receptori satur hromoproteīnu proteīnus – rodopsīns stieņos, jodopsīni konusiņos. Pēdējā loma spilgtā gaismā ir nenozīmīga, tāpēc cilvēkam ir trīs "primārās" krāsas: zilā, sarkanā, zaļā – mēs visi uztveramie toņi veido to kombinācijas. Un kāda pasaule izskatās, ja būtu četras šādas krāsas, nevis trīs? Kalifornijas mākslinieka Conchetta Antico (Concetta Antico) glezna "Varavīksnes eikalipts", kurai ir funkcionāls tetrachromatisms, ļauj novērtēt to krāsu daudzveidību, kurus uztver cilvēki ar četrkrāsu redzi. Salīdzinājumam no kreisās puses – attēlā attēlotās ainavas fotogrāfija.

Četru krāsu redze ir izplatīta daudziem kukaiņiem, dažām zivīm, kā arī lielākajai daļai rāpuļu un putnu. Papildu pigmenti ļauj šiem dzīvniekiem redzēt ultravioletā starojuma amplitūdu. Cilvēkiem tetrahromātisms rodas tikai kā reta ģenētiska anomālija. Tas neietekmē redzamās spektra daļas platumu, bet tas ievērojami palielina jutību pret toņiem.

Tomēr saskaņā ar zīdītāju standartiem cilvēkam ir lielisks krāsu redzējums: daudziem zīdītājiem ir divkrāsu redze vai pat vienkrāsains. Šāda regresija salīdzinājumā ar rāpuļu evolūcijas priekšgājējiem, visticamāk, bija saistīta ar agrīnu zīdītāju nakts dzīvesveidu. Tumsā krāsu redzes efektivitāte strauji samazinās, un divu veidu spoļu zudums "ir palicis nepamanīts". Tā rezultātā primitīvie dzīvnieki saglabāja tikai divu veidu receptorus – sarkanā krāsā un ultravioleto starojumu.

Vēlāk, kad "zināja" zīdītājus, dažām grupām izdevās atjaunot trīskārtēju redzi. Attiecībā uz primātiem, no kuriem daudzi barojas ar augļiem, šī vīzija ir ļoti noderīga: tā ļauj noteikt zaļās zaļās lapas zaļajā lapotnē spožos augļus, kā arī noteikt to gatavību. Zaļā receptora receptoru parādījās "sarkanā receptora" gēna un sekojošās mutācijas dublēšanās, kas mainīja jutību pret īsviļņu reģionu. Bet cilvēku priekšteču ultravioletais receptors ir kļuvis bezjēdzīgs: to objektīvs neļauj izmantot atbilstošos viļņu garumus.Bet, pamatojoties uz šo receptoru, zilās gaismas receptors radās virknei mutāciju.

Šādas mutācijas, kas maina fotoreceptoru spektrālās jutības pīķi, var arī nodrošināt to nesējiem ar četru krāsu redzi. Tomēr biežāk tie padara vienu vai otru iodopsiānu nefunkcionālu: tā rezultātā rodas krāsa – aklums. "Sarkano" un "zaļo" jodopsiĦu gēni atrodas X hromosomā, kas ir divos eksemplāros sieviešu hromosomu komplektā un tikai vienā vīriešiem. Tāpēc krāsu aklums – galvenokārt vīriešu slimība: sievietēm, pateicoties X-hromosomas "rezerves" klātbūtnei, tā attīstās ārkārtīgi reti. Tā paša iemesla dēļ tetrahromāts var kļūt tikai sievietēm: šim nolūkam vienā no X hromosomām ir vajadzīga normāla gēna eksemplārs, bet otrs ir mutācijas gēns, kas kodē proteīnu ar mainītu fotosensitivitātes maksimumu.

Tā kā katrs iodopsīns ļauj atšķirt apmēram simts nokrāsu, persona ar normālu redzi potenciāli var nošķirt apmēram miljonu krāsu kombināciju. Pievienojot cita veida receptoru, šis skaitlis palielinās līdz 100 miljoniem.Conchetta Antico ir "sarkanā" jodopsīna gēna mutāciju nesējus, kuru jutīgums ir pārcēlies uz īsviļņu reģionu. Īpašas iezīmes vislabāk izpaužas kā sarkanīgi dzeltenīgi un violeti nokrāsaini: viņas gleznu krāsu shēma precīzi koncentrējas uz šīm krāsām.

Virs – Konchette Antico darbs pie tā attēlotās ainavas fona. Zemāk zemāk – izmantoto krāsu paletē. Ilustrācija no K. A. Jamesona et al. Raksta, 2018. gads. Cilvēka tetrahromāze

Papildu krāsu pigments arī palielināja krāsu jutību zemā apgaismojuma apstākļos, ļaujot atšķirt nokrāsas krēslā krēslā un ēnā. Ir vērts atzīmēt, ka pilnīgai tetrahromatisma meistarībai nepietiek tikai ar vienu ģenētisku faktoru. Spēja atšķirt krāsas lielā mērā ir atkarīga no apmācības: Antico spēja un viņas impresionistiskais stils, akcentējot krāsu kontrastu, visticamāk, nebūtu varējuši tikt parādīti bez daudzu gadu gleznošanas.

Ilustrācija no theneurosphere.com.

Anton Morkovin


Like this post? Please share to your friends:
Atbildēt

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: