Dari Sudut Pandang Burung, Manusia - Buta Warna. Bagaimana Penglihatan Warna Muncul. - Pandangan Alternatif

Daftar Isi:

Dari Sudut Pandang Burung, Manusia - Buta Warna. Bagaimana Penglihatan Warna Muncul. - Pandangan Alternatif
Dari Sudut Pandang Burung, Manusia - Buta Warna. Bagaimana Penglihatan Warna Muncul. - Pandangan Alternatif

Video: Dari Sudut Pandang Burung, Manusia - Buta Warna. Bagaimana Penglihatan Warna Muncul. - Pandangan Alternatif

Video: Dari Sudut Pandang Burung, Manusia - Buta Warna. Bagaimana Penglihatan Warna Muncul. - Pandangan Alternatif
Video: Menakjubkan! Begini Cara Pandang Buta Warna Melihat Dunia, Lihat Perbedaannya Dengan Mata Normal 2024, Maret
Anonim

Untuk waktu yang lama, pertanyaan tentang bagaimana, sebagai akibat dari perubahan acak (mutasi) pada genom makhluk hidup, informasi baru muncul, tetap terbuka. Namun, para ilmuwan masih bisa mencari tahu bagaimana ekspansi dan pengisian genom terjadi. Salah satu mekanisme terpenting untuk memperoleh informasi baru adalah proses duplikasi gen

Dalam foto: Elang botak. Dia melihat dunia dalam warna yang lebih luas daripada seseorang.

Alexander Markov, Doktor Ilmu Biologi, Peneliti Terkemuka dari Institut Paleontologi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, berbicara tentang dia.

Bagaimana penemuan baru di bidang genetika memungkinkan kita memahami mekanisme kemunculan gen baru dan sifat baru di dalam tubuh?

- Salah satu argumen paling umum dari orang-orang yang menyangkal evolusi terdengar seperti ini: kita tidak dapat membayangkan bagaimana informasi baru dapat muncul sebagai akibat mutasi acak dalam genom. Tampaknya banyak orang secara intuitif bahwa perubahan acak yang dibuat, misalnya, pada beberapa teks, tidak dapat menciptakan informasi baru. Mereka hanya bisa menimbulkan kebisingan atau kekacauan. Sementara itu, sains saat ini sudah sangat menyadari bagaimana, dalam perjalanan evolusi, informasi baru muncul dalam genom, gen baru, fungsi baru, karakteristik baru dalam suatu organisme, dan sebagainya. Dan salah satu mekanisme terpenting untuk kemunculan informasi genetik baru adalah penggandaan gen dan pembagian fungsi selanjutnya di antara mereka. Idenya sangat sederhana: dulu ada satu gen, sekarang ada dua akibat mutasi acak. Awalnya, gen itu sama. Dan kemudian, sebagai hasil dari akumulasi mutasi acak pada dua salinan gen ini, mereka menjadi sedikit berbeda, dan ada kemungkinan mereka akan berbagi fungsi di antara mereka sendiri.

Beri contoh munculnya gen baru

- Sekarang ada banyak contoh yang dipelajari dengan baik. Secara umum, gagasan ini sendiri sudah cukup tua, pada tahun 1930-an, ahli biologi hebat, ahli genetika John Haldwin menyarankan bahwa duplikasi, yaitu duplikasi gen, memainkan peran penting dalam munculnya inovasi evolusioner. Dan dalam beberapa tahun terakhir, sehubungan dengan perkembangan genetika molekuler, pembacaan genom, telah muncul banyak contoh yang meyakinkan, ilustrasi yang bagus tentang bagaimana ini sebenarnya terjadi. Salah satu yang paling terang, dikaitkan dengan evolusi penglihatan warna pada mamalia, atau lebih tepatnya, lebih luas lagi, pada vertebrata darat. Ketika vertebrata darat pertama kali muncul, datang ke darat pada periode Devonian, mereka masih memiliki apa yang disebut penglihatan tetrokromatik, yang muncul pada level ikan. Apa artinya? Penglihatan warna ditentukan oleh protein retina yang peka cahaya - ada sel kerucut seperti itu,yang bertanggung jawab untuk penglihatan warna dan di dalam kerucut ini terdapat protein peka cahaya yang disebut opsins. Ikan dari mana vertebrata berevolusi, dan vertebrata darat pertama, memiliki empat opsin semacam itu. Setiap opsin disetel ke panjang gelombang tertentu.

Bisakah kita mengatakan bahwa ikan melihat persis empat warna?

Video promosi:

- Ini tidak berarti bahwa opsin tertentu hanya bereaksi terhadap gelombang tertentu, ini berarti bahwa panjang gelombang tertentu paling menggairahkan opsin ini, dan semakin panjang gelombang berbeda, semakin lemah reaksinya. Sistem penglihatan warna tetrachromatic adalah sistem yang sangat bagus, sistem ini memberikan perbedaan yang sangat jelas dari corak seluruh spektrum, dan pada banyak vertebrata modern ini telah diawetkan, misalnya pada burung. Burung pandai membedakan warna, ternyata lebih baik daripada kita. Banyak yang dapat melihat dalam kisaran ultraviolet, beberapa spesies memiliki pola UV pada bulunya. Dan mungkin burung menemukan sistem transmisi warna televisi dan monitor kita sangat buruk. Karena kami menggunakan sistem trikromatik, mencampur tiga warna - penglihatan kami diatur dengan cara yang sama. Burung itu memiliki empat, bukan tiga.

Artinya, orang-orang dibandingkan dengan burung melihat dunia lebih primitif

- Dari sudut pandang burung, kami agak buta warna. Pada manusia, seperti yang saya katakan, sistem trikromatik adalah tiga opsin, disetel ke tiga gelombang berbeda. Satu untuk biru, satu lagi untuk hijau dan yang ketiga, bergeser ke kuning. Namun yang paling menarik adalah mamalia lain selain manusia dan monyet memiliki penglihatan dichromatic, mereka hanya memiliki dua opsin. Mereka tidak memiliki sepertiga, yang paling dekat dengan ujung spektrum merah, dan karena itu membedakan biru dari hijau, tetapi tidak membedakan hijau dari merah. Bagaimana itu terjadi? Mengapa mamalia kehilangan dua opsin?

Diketahui bahwa nenek moyang memiliki empat, dan mamalia memiliki dua opsin. Rupanya, hilangnya dua opsin dikaitkan dengan fakta bahwa mamalia beralih ke gaya hidup nokturnal pada awal sejarah mereka. Mengapa mereka beralih ke gaya hidup nokturnal? Hal ini disebabkan oleh perubahan persaingan yang panjang antara dua garis evolusi utama vertebrata darat. Garis-garis ini disebut synapsid dan diapsid. Garis sinapsid adalah kadal mirip binatang, reptil mirip binatang. Dan kelompok ini dominan di antara vertebrata darat pada zaman kuno, pada periode Permian, lebih dari 250 juta tahun yang lalu. Kemudian, pada periode Trias, mereka memiliki pesaing yang kuat, perwakilan dari garis diapsid. Pada hewan modern, semua reptil, buaya, kadal, dan burung termasuk dalam garis diapsid. Pada periode Trias, predator aktif muncul, berlari cepat, termasuk dengan dua kaki. Reptil Diapsid, Buaya mulai mengusir nenek moyang kita dari reptil synapsid atau hewan bergigi. Dan kompetisi ini berakhir pada awalnya tidak berpihak pada nenek moyang kita. Pada akhir periode Trias, reptil diapsid yang berlari cepat muncul, mereka memunculkan kelompok baru, kelompok baru muncul dari mereka - dinosaurus, yang untuk waktu yang sangat lama menjadi predator dan herbivora siang hari yang dominan di seluruh planet. Mereka menempati semua relung siang hari, relung hewan dalam kelas ukuran besar. Pada akhir periode Trias, reptil diapsid yang berlari cepat muncul, mereka memunculkan kelompok baru, kelompok baru muncul dari mereka - dinosaurus, yang untuk waktu yang sangat lama menjadi predator siang hari yang dominan dan herbivora di seluruh planet. Mereka menempati semua relung siang hari, relung hewan dalam kelas ukuran besar. Pada akhir periode Trias, reptil diapsid yang berlari cepat muncul, mereka memunculkan kelompok baru, kelompok baru muncul dari mereka - dinosaurus, yang untuk waktu yang sangat lama menjadi predator siang hari yang dominan dan herbivora di seluruh planet. Mereka menempati semua relung siang hari, relung hewan dalam kelas ukuran besar.

Garis sinapsid dipaksa pergi ke malam hari, di bawah tanah, mereka hancur. Pada periode Permian terdapat reptilia synapsid raksasa, pada akhir periode Triassic ada satu hal kecil yang tersisa. Pada saat yang sama, pada akhir periode Trias, proses yang disebut mamaliaisasi reptil sinapsida selesai, yaitu, secara kasar, mamalia pertama muncul. Semua reptilia sinapsida lainnya punah, dan satu kelompok menjadi mamalia dan mereka bertahan hidup. Tapi mereka bertahan, menjadi kecil dan aktif di malam hari. Sepanjang periode Jurassic dan Cretaceous, mamalia aktif di malam hari - mereka tampak seperti tikus, tikus. Karena mereka aktif di malam hari, penglihatan warna menjadi hampir tidak berguna bagi mereka. Karena kerucut masih tidak berfungsi pada malam hari, seleksi alam tidak dapat mendukung empat penglihatan deskriptif tetrokromatik,karena visi itu tidak dibutuhkan.

Seleksi alam tidak dapat melihat ke masa depan, ia bekerja seperti ini: apakah Anda menggunakan gen tersebut, atau Anda kehilangannya. Jika gen tidak diperlukan di sini dan saat ini, maka mutasi yang muncul dan merusaknya tidak dihilangkan melalui seleksi, dan gen itu cepat atau lambat akan gagal.

Hilangnya gen mungkin bertujuan untuk mempertahankan kekuatan apa pun di dalam tubuh, pada penghematan maksimum, efisiensi maksimum, yaitu, tidak ada yang bekerja diam di tubuh kita

- Pada prinsipnya, ya, tentu saja, ini ekonomis - kelebihan protein tidak disintesis. Saya harus mengatakan bahwa secara umum, banyak protein berlebih yang disintesis di dalam tubuh, yang menjadi tidak perlu, tetapi belum sempat mati, ini tidak terjadi begitu cepat, tetapi pada akhirnya itu terjadi. Pada awalnya, diperkirakan bahwa kedua gen opsin telah hilang oleh nenek moyang mamalia atau mamalia pertama dengan sangat cepat dan pada waktu yang bersamaan. Sekarang dalam genom platipus - dan ini adalah perwakilan dari mamalia paling primitif, ada salah satu gen yang hilang. Artinya, platipus memiliki tiga opsin lagi, sedangkan mamalia yang lebih maju hanya memiliki dua. Gen-gen itu hilang, pada gilirannya. Nenek moyang mamalia masih memiliki tiga opsin, dan plasenta dan marsupial, tidak termasuk platipus dan ekidna yang bertelur, hanya dua opsin.

Lalu, bagaimana nenek moyang kita, monyet, mendapatkan kembali penglihatan trikromatis mereka? Dan di sini mekanisme duplikasi gen baru saja bekerja. Ketika era dinosaurus berakhir dan mamalia dapat menjadi diurnal lagi, mereka tetap dengan penglihatan dikromatisnya, karena tidak ada tempat untuk mengambil gen yang hilang.

Dan ini berlanjut pada kebanyakan kelompok mamalia, meskipun akan berguna bagi mereka untuk membedakan warna, tetapi tidak ada tempat untuk mengambil gen tersebut. Tapi nenek moyang monyet Dunia Lama beruntung. Mereka memiliki salah satu dari dua gen opsin yang tersisa yang mengalami duplikasi, duplikasi, dan seleksi alam dengan cepat menyetel dua salinan gen yang dihasilkan ke panjang gelombang yang berbeda. Hanya perlu tiga mutasi untuk melakukannya - mengganti tiga asam amino dalam protein, perubahan yang cukup kecil. Operasi kecil, yang menyebabkan panjang gelombang tempat salah satu opsin bereaksi telah bergeser ke sisi merah. Ini cukup bagi kita untuk bisa membedakan antara merah dan hijau. Hal ini memungkinkan nenek moyang monyet pertama di Dunia Lama untuk beralih ke makan buah-buahan dan dedaunan segar di hutan tropis: sangat penting untuk membedakan merah dari hijau,buah masak dari daun muda dan muda dari daun tua.

Tapi ini hanya terjadi pada monyet di Dunia Lama. Ini adalah peristiwa yang membahagiakan - duplikasi gen terjadi pada nenek moyang monyet Dunia Lama setelah Amerika terpisah dari Afrika dan berenang, di antara mereka ada Samudra Atlantik. Monyet Amerika tidak beruntung dan kebanyakan dari mereka memiliki penglihatan dichromatic. Dan mereka masih hidup seperti ini. Tentu saja, akan berguna juga bagi mereka untuk membedakan merah dari buah hijau, tetapi apa yang dapat Anda lakukan jika tidak ada gen.

Ternyata monyet Dunia Baru tidak membedakan merah dan hijau, membuat kesalahan, makan apa saja?

- Ternyata seperti ini. Mungkin itu sebabnya monyet Dunia Lama menjadi manusia, dan monyet Dunia Baru tidak.

Penulis: Olga Orlova

Direkomendasikan: