Tetrachromatia: świat w czterech kolorach • Anton Morkovin • Obraz naukowy dnia na temat "Elementów" • Biologia

Tetrachromatia: świat w czterech kolorach

Normalnie ludzka siatkówka zawiera cztery typy światłoczułych receptorów: trzy rodzaje stożków i jeden rodzaj pałeczek. Receptory zawierają białka chromoproteinowe – rodopsynę w pręcikach, jodoperyny w szyszkach. Rola tego drugiego w jasnym świetle jest niewielka, więc dla osoby istnieją trzy "podstawowe" kolory: niebieski, czerwony, zielony – wszystkie odcienie, które postrzegamy, są tworzone przez ich kombinacje. I jak wyglądałby świat, gdyby były cztery takie kolory, a nie trzy? Obraz „Tęczowy eukaliptus” Californian artysta Concetta Antico (Concetta Antico), mający tetrachromacy funkcjonalny, pozwala docenić różnorodność kolorów postrzeganych przez ludzi z czterech kolorów wizji. Po lewej dla porównania – zdjęcie krajobrazu przedstawione na zdjęciu.

Czterokolorowe widzenie jest wspólne dla wielu owadów, niektórych ryb, a także większości gadów i ptaków. Dodatkowe pigmenty pozwalają tym zwierzętom widzieć w zakresie ultrafioletowym. U ludzi tetrachromatyzm występuje jedynie jako rzadka nieprawidłowość genetyczna. Nie wpływa to na szerokość spostrzeganej części widma, ale znacznie zwiększa wrażliwość na cienie.

Jednak zgodnie ze standardami ssaków, człowiek ma doskonałą widoczność kolorów: wiele ssaków ma wizję dwukolorową, a nawet monochromatyczną. Taka regresja w porównaniu z ewolucyjnymi poprzednikami gadów była najprawdopodobniej związana z nocnym trybem życia wczesnych ssaków. W ciemności, skuteczność widzenia kolorów zmniejsza się gwałtownie, a utrata dwóch rodzajów szyszek "została niezauważona". W rezultacie prymitywne zwierzęta zachowały tylko dwa typy receptorów – czerwony kolor i ultrafiolet.

Później, gdy ssaki ponownie "wyłoniły się", niektórym grupom udało się przywrócić trójkolorowe widzenie. Dla naczelnych, z których wiele żywią się owocami, taka wizja jest bardzo przydatna: pozwala wykryć jasno kolorowe owoce wśród zielonych liści, a także określić ich dojrzałość. Receptor receptora zielonego pojawił się w wyniku duplikacji genu "czerwonego receptora" i następującej po nim mutacji, która przeniosła swoją wrażliwość na region fal krótkich. Ale receptory ultrafioletowe dla ludzkich przodków stały się bezużyteczne: ich soczewka nie pozwala przejść odpowiedniej długości fali.Ale na podstawie tego receptora powstał receptor niebieskiego światła w wyniku szeregu mutacji.

Takie mutacje, które zmieniają szczyt wrażliwości widmowej fotoreceptorów, mogą również zapewnić ich nosicielom czterokolorowe widzenie. Częściej jednak powodują, że jedna lub druga jododotyna jest niefunkcjonalna: w wyniku tego następuje dichromatyzacja – ślepota barw. Geny "czerwonych" i "zielonych" jodometyn znajdują się na chromosomie X, który występuje w dwóch kopiach w zestawie chromosomowym kobiet i tylko jeden w mężczyznach. Właśnie dlatego ślepota barwna – najczęściej męska: u kobiet, z powodu obecności "rezerwy" chromosomu X, rozwija się niezwykle rzadko. Z tego samego powodu tylko kobiety mogą stać się tetrachromatem: w tym celu jeden z chromosomów X potrzebuje normalnej kopii genu, a drugi to zmutowany gen kodujący białko ze zmienionym szczytem światłoczułości.

Ponieważ każda jododysyna pozwala rozróżnić około stu odcieni, osoba z normalnym wzrokiem może potencjalnie rozróżnić około miliona kombinacji kolorów. Dodanie innego typu receptora zwiększa tę liczbę do stu milionów.Conchetta Antico jest nosicielem mutacji w genie "czerwonej" jodopsyny, której czułość przesunęła się na region krótkofalowy. Cechy szczególne najlepiej przejawiają się w rozróżnieniu odcieni czerwonawo-żółtawych i fioletowych: kolorystyka jej obrazów koncentruje się właśnie na tych kolorach.

Powyżej – Praca Konchette Antico na tle przedstawionego na niej krajobrazu. Na dole – paleta używanych kolorów. Ilustracja z artykułu K. A. Jamesona i wsp., 2018. Tetrachromat ludzki

Dodatkowy pigment kolorowy zwiększył również wrażliwość kolorów w warunkach słabego oświetlenia, umożliwiając rozróżnienie odcieni o zmierzchu i cieniu. Warto zauważyć, że dla pełnego opanowania tetrachromatyzmu nie wystarczy jeden czynnik genetyczny. Zdolność do rozróżniania kolorów w dużej mierze zależy od treningu: umiejętność Antico i jej impresjonistyczny styl, podkreślający kontrasty kolorów, najprawdopodobniej nie mogły zostać pokazane bez wielu lat malowania.

Ilustracja z theneurosphere.com.

Anton Morkovin


Like this post? Please share to your friends:

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