麻省理工学院 尽管缺少眼睛和视觉所需的光敏分子，大约1毫米长的小蛔虫可以感知环境中光线的颜色
“作为一名生物学家的乐趣之一是有机会发现从未有人想象过的自然事物，”教授说
罗伯特霍维茨
信用:李侑珍 蛔虫没有眼睛，也没有看东西所需的吸光分子
然而，新的研究表明，他们能够以某种方式感知颜色
发表在《科学》杂志上的这项研究表明，蠕虫利用这种能力来评估享用分泌蓝色毒素的潜在危险细菌的风险
研究人员确定了两个导致光谱敏感性的基因，它们在包括人类在内的许多生物中都是保守的
“令我惊讶的是，一只既没有眼睛也没有眼睛用来检测颜色的分子机器的微小蠕虫，可以部分基于其蓝色来识别和避免有毒细菌，”H说
罗伯特·霍维茨，大卫·H
麻省理工学院科赫生物学教授，麦戈文大脑研究所和科赫综合癌症研究所成员，霍华德·休斯医学研究所研究员，该研究的资深作者之一
“作为一名生物学家的乐趣之一是有机会发现大自然中前所未有的东西
" 所讨论的蛔虫，秀丽隐杆线虫，只有大约一毫米长
尽管这些线虫身材矮小，神经系统简单，但它们表现出一系列复杂的行为
它们可以嗅觉、味觉、触觉、对温度做出反应，甚至在明亮的蓝光下逃脱或改变它们的进食模式
尽管研究人员曾经认为这些蠕虫会把自己深埋在土壤中，但越来越清楚的是
秀丽隐杆线虫更喜欢地面上的堆肥堆，这样可以提供一些阳光
因此，蛔虫可能需要光和颜色感应能力
正在分解的有机物
秀丽隐杆线虫提供了一系列美味的微生物，包括像绿脓杆菌这样的细菌，它能分泌一种独特的蓝色毒素
先前的研究表明，实验室里的蠕虫以害虫的草坪为食
铜绿假单胞菌存活了几个小时，然后开始躲避它们的食物——可能是因为细菌继续分裂并排出更多的有毒物质
霍维茨实验室博士后、该研究的第一作者迪蓬·戈什想知道这些蠕虫是否在用这种独特的颜色来判断它们的食物是否有毒而不能食用
在实验过程中，戈什注意到，如果彩色细菌草坪沐浴在附近发光二极管灯泡发出的白光中，他的蠕虫更有可能逃离彩色细菌草坪
这一发现本身就令人好奇，但戈什想知道蓝色毒素是否也起了作用
为了验证这一理论，他首先将蓝色毒素换成一种无害的相同颜色的染料，然后换成一种透明无色的毒素
就其本身而言，这两种替代品都不足以刺激回避
只有在一起，他们才会做出反应——这表明蠕虫正在评估害虫的毒性和颜色
同时分泌铜绿假单胞菌
同样，这种行为模式只出现在发光二极管的白光中
出于好奇，戈什想研究引发回避的蓝色到底是什么
这一次，他使用了两种颜色的发光二极管灯，一种是蓝色的，一种是琥珀色的，来给环境光上色
通过这样做，他可以在不改变输送给蠕虫的总能量的情况下控制波长的比例
光束之前包含了整个可见光谱，但是混合琥珀色和蓝色灯泡使高斯能够调整短波长蓝光和长波长琥珀色光的相对量
令人惊讶的是，这些蠕虫只有在它们的环境沐浴在具有特定蓝色:琥珀色比例的光线下时，才会逃离细菌滋生的草坪
戈什说:“我们能够明确地表明，蠕虫并不是用灰度来感知世界，而是简单地评估亮度和暗度。”
“他们实际上是在比较波长的比率，并利用这些信息做出决策——这完全出乎意料
" 直到戈什再次运行他的实验，这次使用了各种类型的野生C
他意识到他一直使用的流行实验室菌株实际上比它的近亲对颜色不太敏感
在分析了这些蠕虫的基因组后，他能够识别出两个特定的基因(称为jkk-1和lec-3)，这两个基因导致了颜色依赖觅食的这些变化
尽管这两个基因在包括人类在内的各种生物中发挥着许多重要的功能，但它们都参与了帮助细胞应对由破坏性紫外线引起的压力的分子途径
“我们已经发现，蠕虫环境中的光线颜色会影响蠕虫在世界上的导航方式，”戈什说
“但是我们的研究表明，除了我们已经确定的两种基因之外，许多基因也会影响颜色敏感性，我们现在正在探索如何影响
" 洛克菲勒大学的莱斯利·沃斯尔、罗宾·奇默斯·纽斯坦教授和霍华德·休斯医学研究所研究员没有参与这项研究，他们认为蠕虫能感知颜色的观点“令人震惊”，展示了大自然的创新
“这些蠕虫在一片昏暗的淤泥中滑行，周围有五颜六色的有毒细菌
观察和避开它们会有所帮助，所以蠕虫不知何故进化出了一种全新的观察方式
" 沃斯尔很好奇C细胞中的哪些细胞
秀丽隐杆线虫有助于辨别光，以及jkk-1和lec-3基因在介导光感知中发挥的特定作用
“这篇论文，像所有重要的论文一样，提出了许多额外的问题，”她说
戈什怀疑实验室的发现可以推广到除蛔虫以外的其他动物
别的不说，很明显，光敏性并不总是需要视觉——或者眼睛
C
秀丽隐杆线虫看到了光明，现在生物学家也看到了
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