盲目线虫惊人的感知光线天赋

        一只生活在地下的线虫似乎没有感知光线的能力。然而研究人员最近发现，秀丽小杆线虫（Caenorhabditis  elegans）竟然也拥有这种被人忽视的天赋。这一发现将有助于揭示脊椎动物视觉的进化历史。



　　秀丽小杆线虫是神经生物学家首选的模式动物，这是因为其所具有的简单的神经系统。在过去几年中，研究人员已经相继搞清了线虫如何感知化学物质、热量以及其他与环境有关的线索。美国安阿伯市密歇根大学的神经生物学家Shawn  Xu介绍说，通常情况下，研究人员都会假设这些没有眼睛的线虫对光线没有感觉。然而Xu和他的同事注意到，只有几毫米长的秀丽小杆线虫有时竟然也会蠕动着绕开显微镜所发出的明亮光线。



　　随着研究的深入，Xu的研究生Alexander  Ward和博士后Jie  Liu发现，对游水的线虫发射闪光会让这些生物逆转航向。秀丽小杆线虫对于长紫外(UV-A)光最敏感，而其他的实验则显示，这种波长的光线——能够损害日光浴者的皮肤——对于秀丽小杆线虫亦是完全致命的。研究人员在7月6日的英国《自然—神经科学》杂志网络版上报告了这一研究成果。科学家推断，感知UV-A的能力将帮助秀丽小杆线虫能够安全地待在地下。



　　为了搞清这一感知系统到底是如何工作的，研究人员向秀丽小杆线虫的神经细胞发射了激光。这种线虫仅有302个神经细胞，彼此的功能以及之间的联系已经被研究得很透彻。研究人员发现，摧毁4对感知神经细胞便能够消除秀丽小杆线虫响应光线的能力。进一步的实验则表明，闪光至少刺激了这些感知神经细胞中的一个，从而产生了微弱的电流。这些电流在两种分子成分缺失的情况下无法形成。这两种分子成分脊椎动物的眼睛也有，分别是：让离子通过细胞膜的环核苷酸门控离子通道以及名为cGMP的一种信使分子。



　　加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的进化生物学家Todd  Oakley认为，这一研究成果表明，脊椎动物眼中的杆状光感受细胞和视锥细胞中的某些分子成分，可能出现在第一种左右对称的动物中，后者至少存在于距今5.4亿年前，当时脊椎动物还没有出现。Oakley指出，之前的几项研究也曾暗示过视觉的这种早期起源，但是在他的记忆中，新的论文提供了第一个证据，表明这些光线响应行为背后的成分竟然存在于与脊椎动物亲缘关系如此遥远的动物中。