一只生活在地下的線蟲似乎沒有感知光線的能力。然而研究人員最近發(fā)現(xiàn),，秀麗小桿線蟲（Caenorhabditis elegans）竟然也擁有這種被人忽視的天賦,。這一發(fā)現(xiàn)將有助于揭示脊椎動物視覺的進(jìn)化歷史。
秀麗小桿線蟲是神經(jīng)生物學(xué)家首選的模式動物,，這是因為其所具有的簡單的神經(jīng)系統(tǒng),。在過去幾年中，研究人員已經(jīng)相繼搞清了線蟲如何感知化學(xué)物質(zhì),、熱量以及其他與環(huán)境有關(guān)的線索,。美國安阿伯市密歇根大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家Shawn Xu介紹說，通常情況下,，研究人員都會假設(shè)這些沒有眼睛的線蟲對光線沒有感覺,。然而Xu和他的同事注意到，只有幾毫米長的秀麗小桿線蟲有時竟然也會蠕動著繞開顯微鏡所發(fā)出的明亮光線,。
隨著研究的深入,，Xu的研究生Alexander Ward和博士后Jie Liu發(fā)現(xiàn)，對游水的線蟲發(fā)射閃光會讓這些生物逆轉(zhuǎn)航向,。秀麗小桿線蟲對于長紫外(UV-A)光最敏感,，而其他的實驗則顯示，這種波長的光線——能夠損害日光浴者的皮膚——對于秀麗小桿線蟲亦是完全致命的,。研究人員在7月6日的英國《自然—神經(jīng)科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報告了這一研究成果,。科學(xué)家推斷,，感知UV-A的能力將幫助秀麗小桿線蟲能夠安全地待在地下,。
為了搞清這一感知系統(tǒng)到底是如何工作的，研究人員向秀麗小桿線蟲的神經(jīng)細(xì)胞發(fā)射了激光,。這種線蟲僅有302個神經(jīng)細(xì)胞,，彼此的功能以及之間的聯(lián)系已經(jīng)被研究得很透徹。研究人員發(fā)現(xiàn),，摧毀4對感知神經(jīng)細(xì)胞便能夠消除秀麗小桿線蟲響應(yīng)光線的能力,。進(jìn)一步的實驗則表明，閃光至少刺激了這些感知神經(jīng)細(xì)胞中的一個,，從而產(chǎn)生了微弱的電流,。這些電流在兩種分子成分缺失的情況下無法形成,。這兩種分子成分脊椎動物的眼睛也有，分別是：讓離子通過細(xì)胞膜的環(huán)核苷酸門控離子通道以及名為cGMP的一種信使分子,。
加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校的進(jìn)化生物學(xué)家Todd Oakley認(rèn)為,，這一研究成果表明，脊椎動物眼中的桿狀光感受細(xì)胞和視錐細(xì)胞中的某些分子成分,，可能出現(xiàn)在第一種左右對稱的動物中,，后者至少存在于距今5.4億年前，當(dāng)時脊椎動物還沒有出現(xiàn),。Oakley指出,，之前的幾項研究也曾暗示過視覺的這種早期起源，但是在他的記憶中,，新的論文提供了第一個證據(jù),，表明這些光線響應(yīng)行為背后的成分竟然存在于與脊椎動物親緣關(guān)系如此遙遠(yuǎn)的動物中。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
Nature Neuroscience (06 Jul 2008), doi: 10.1038/nn.2155, Article
Light-sensitive neurons and channels mediate phototaxis in C. elegans
Alex Ward, Jie Liu, Zhaoyang Feng, X Z Shawn Xu
SUMMARY: Phototaxis behavior is commonly observed in animals with light-sensing organs. C. elegans, however, is generally believed to lack phototaxis, as this animal lives in...
CONTEXT: ...The nematode C. elegans has emerged as an increasingly popular genetic model organism for the study of sensory transduction, including olfactory transduction and mechanotransduction. Here, we developed C. elegans as a model for...
