Varseblivning av ljus är av avgörande betydelse för de artrikaste djurgrupperna på vår planet, inklusive ryggradsdjuren.
Evolutionen selekterade fram ett kameraliknande öga i de första ryggradsdjuren där detektion av ljus sker i tappar och stavar i ögats näthinna. Signalen skickas vidare från själva ljusreceptorerna via flera andra proteiner och når så småningom synnerven som förmedlar informationen till hjärnan för vidare bearbetning och integrering med de övriga sinnena.
Syninformationen bidrar till att organismen reagerar på olika ljusstimuli på lämpligt sätt, exempelvis genom beteendeförändringar.
För tjugo år sedan visade studier av ljusreceptorer, mottagare, att färgseende, som förmedlas av tapparna, uppstod före de första ryggradsdjuren och före uppkomsten av deras seende i gråskala i mycket svagt ljus. Detta bekräftades nyligen av ett forskningsteam i en detaljerad studie av ljusreceptorernas evolution i olika typer av ryggradsdjur.
Den nya studien av en forskargrupp vid Uppsala universitet och SciLifeLab publiceras i den vetenskapliga tidskriften BMC Evolutionary Biology. Forskningsgruppen har gått vidare och undersökt evolutionen av de enzymer som åstadkommer tapparnas och stavarnas respons på ljus, nämligen enzymet PDE6 (phosphodiesteras 6).
Resultaten visar att även PDE6 fick extra genkopior i samband med ryggradsdjurens uppkomst. Därtill uppstod ytterligare gener i de första strålfeniga fiskarna efter att de separerat från den utvecklingslinje som ledde till de fyrfota djuren, inklusive människan.
Noggranna undersökningar av de olika PDE6-generna i zebrafisk, ett av de mest använda försöksdjuren, visar att de extra genkopior som uppstod i fiskarna skiljer sig dramatiskt från varandra i hur de används under dygnets timmar. Sannolikt möjliggör detta att PDE6-enzymet kan anpassa känsligheten hos tapparna och stavarna så att den är optimal i både starkt dagsljus och under nattens svaga ljus.
Sammantaget understryker de nya resultaten betydelsen av de extra genkopior som uppstod i ryggradsdjurens tidiga evolution då hela genomet, arvsmassan, fördubblades två gånger.
