Как ученые смогли предсказать существование людей с супер цветным зрением?

Обновлено: 25 дек. 2021 г.



В науке очень часто случается так, что гипотеза подтверждается наблюдением.

Интересно, что ученые сначала предсказали существование человека, который может различать больше цветов и оттенков, чем остальные люди, а потом нашли такого человека ?



Сделали такой вывод генетики... и вот как это было.



Большинство людей обладают трихроматическим зрением. Цвета мы различаем благодаря колбочкам- клеткам сетчатки. Колбочки содержат фоторецепторные белки- оспины. Опсины инициируют возникновения нервного импульса, который передается в мозг. Разные опсины имеют разную чувствительность к разным цветам и благодаря различной вовлеченности всех типов опсинов мы видим тот или иной цвет или оттенок. Чем больше типов опсинов содержится в клетках сетчатки тем больше цветов, градаций цвета способен различать такой глаз.

Большинство людей имеют три типа опсинов. Зрение таких людей ученые называют трихроматическим, так как оно формируется из восприятия трёх основных цветов. Большинство млекопитающих имеют дихроматическое зрение, т.е их цветовой мир состоит из комбинаций двух цветов. Морские млекопитающие имеют монохроматическое зрение. Рептилии и птицы ведущие дневной образ жизни в основном тетрахроматы.


Большинство людей - трихроматы, очень редко встречаются ахроматы - люди у которых полностью отсутствует цветовое зрение, еще реже встречаются монохроматы при котором работает только один тип колбочек - синий. Такое заболевание называется синий колбочковый монохроматизм.



В середине прошлого века ученые предсказали существование людей, которые могут различать в миллионы раз больше оттенков, чем все остальные люди.



Как такая мысль могла прийти в голову?



Опсины строятся из белков, которые кодируются генами. У человека есть три основных типа зрительных опсинов, которые имеют максимальную чувствительность в разных частях видимого спектра.

Ген OPN1LW обусловливает синтез опсина, наиболее чувствительного к свету в желто-оранжевой части видимого спектра (длинноволновый свет). Колбочки, которые содержат этот пигмент-опсин, называют длинноволновыми, или L-колбочками. В научно-популярной литературе их еще называют красными.

«Красный» OPN1LW-ген локализуется рядом с геном, который отвечает за синтез «зеленого» опсина OPN1MW (он содержит инструкцию для фотопигмента с максимальной чувствительностью в желто-зеленом спектре), оба они находятся на X-хромосоме. Большинство людей имеют только одну копию гена OPN1LW и несколько копий гена OPN1MW.



Доктор Габриель Джордан, нейробиолог из Ньюкасла, заявила, что обнаружила у одной женщины тетрахроматическое зрение, то есть она способна видеть больше цветов, чемобычные люди, которым не доступно около миллиона различных оттенков одного цвета. То есть когда большинство людей имеют три типа колбочек, генерирующих нервный сигнал при воздействии света определенной длины волны, у тетрахроматов их целых четыре типа.


Долгое время ученые считали, что есть люди с четырьмя типами колбочек, которые могут видеть больше цветов, чем большинство из нас. Тетрахроматы видят сотни миллионов цветов. С точки зрения таких людей, цвета имеют намного больше оттенков, чем воспринимают трихроматы; и поскольку большинство людей все же имеют трихроматическое зрение, эти оттенки не получили названия.


Исследователи потратили десятки лет на поиски людей, наделенных тетрахроматическим, или суперзрением.

Джордан и ее команда нашли много людей с четырьмя типами колбочек, но лишь один из них прошел тест на тетрахроматическое зрение. Эта женщина работает доктором на севере Англии. Джордан и ее коллеги уверены, что есть и другие люди с такой особенностью.


Чтобы обнаружить первого человека с достоверно подтвержденным тетрахроматическим зрением, было потрачено 20 лет. Однако вопрос, почему есть люди с четырьмя типами колбочек, но не все из них наделены тетрахроматическим зрением, пока остается открытым. Поиски были не случайны. Существование таких людей было очевидно на том основании, что есть люди, несущие гены цветоаномалий, которые могут не проявляться при наличии нормальной копии гена, но способны дать начало появлению еще одного типа колбочек.


Как же ученые пришли к такой мысли?


Ученый из Нидерландов Врис исследовал мужчину с цветовой слепотой, у которого были два типа нормальных колбочек и один мутантный тип колбочек с более низкой чувствительностью к зеленому и красному цветам, таким людям затруднительно их различать.


Врис обследовал дочь одного из мужчин с цветовой слепотой и обнаружил, что она способна восприни- мать больше оттенков красного, чем обычные люди. Он обнаружил также, что хоть сам мужчина и имел только два типа нормальных колбочек и один мутантный, его мать и дочь обладали тремя типами нормальных колбочек и одним типом мутантных колбочек — итого четырьмя типами колбочек.


Врис верил, что дополнительный тип колбочек — причина того, что эти жен- щины могли различать больше оттенков красного, но не имел возможности более глубоко исследовать этот фенмен.


Джон Моллон из Кембриджского университета начал интересоваться те- трахроматическим зрением в 1980 году. Джордан, работавшая с Моллоном, сделала предположение: если существует дихроматическое зрение, должно быть и тетрахроматическое. Она предположила, что большое количество женщин — тетрахроматы.


Ученые обследовали матерей мужчин с цветовой слепотой, которые имели три типа нормальных колбочек и один тип мутантных, и проверили их способность различать большее количество оттенков. Но эти жен- щины не показали каких-то выдающихся возможно- стей. Это привело к заключению, что четвертый тип мутантных колбочек у них просто не проявляет активности.


Джордан разработала более совершенный метод для выявления тетрахроматического зрения. Отобрав 25 женщин с четырьмя типами колбочек, она протестировала их на наличие тетрахроматического зрения. Позже она выявила одну женщину, полностью прошедшую тест.


Интересно, как люди с тетрахроматическим зрением видят окружающий мир? Тетрахроматы не могут объяснить это людям с трихроматическим зрением, так же, как обычные люди не могут описать дихроматам, как воспринимаются цвета ими.


Почему большинство женщин, которые имеют четыре типа колбочек не проходят тест на тетрахроматическое зрение? Возможно, это связано, что отсутствуют каналы, которые должны поддерживать это разнообразие. Будущие исследования приведут к новым открытиям. Больше интересных фактов о зрении вы можете прочесть в книге "История Зрения"





114 просмотров1 комментарий