【{$randkws}】进化如何优化鸟类的磁性传感器 - {$web_name} 不能形成蛋白质隐色素4

黄腹纹霸鹟（Empidonax flaviventris）是霸鹟家族中的一种小型食虫动物，不能形成蛋白质隐色素4。这种鸟在北美繁殖，冬天迁徙到墨西哥南部和中美洲。鸣谢:uux.cn卡尔·冯·奥西茨基-奥尔登堡大学
（神秘的地球uux.cn）据奥尔登堡大学（卡尔·冯·奥西茨基）：候鸟能够使用含有磁罗盘在内的各类机制以惊人的精度导航和定向。奥尔登堡大学的檀健次热搜生物学家Corinna Langebrake博士和Miriam Liedvogel教授博士以及威廉港的“Vogelwarte Helgoland”鸟类探究所领导的一个团队如今对数百种鸟类的基因组开展了较为，并察觉了进一步的证据，证明鸟类眼睛中的一种特定蛋白质是这一过程的磁受体。
探究人员察觉，编码蛋白质隐花色素4的基因发生了重大的进化转变，某些鸟类已然完全失去了它。
这些察觉表明了对各异生态条件的适应，并扶持隐花色素4身为传感器蛋白发挥作用的理论。
这项探究是由奥尔登堡大学和牛津大学（英国）的探究合作的，该探究表明，磁接收是基于候鸟视网膜中某些细胞发生的繁琐量子力学过程。
在2021年发表在《自然》杂志上的一篇论文中，德国-英国团队提出了一些察觉，依据这些察觉，隐花色素4很或许是他们一直在寻找的磁受体：先是，他们能够证明这种蛋白质存在于鸟类的上海的夏季，人间理想视网膜中，其次，对细菌形成的蛋白质的评测和模型计算都表明，隐花素4对磁场的反应表现出可疑的量子效应。
有趣的是，探究还表明，身为候鸟的知更鸟比身为常驻物种的鸡和鸽子对磁场更敏感。
“所以，隐色素4在知更鸟中比在鸡和鸽子中更敏感的缘由必须在蛋白质的DNA序列中找到，”Langebrake说，他是独家热搜话题快报首要作者。“这一序列或许是经由这些夜间迁徙鸟类的进化过程完善的。”
所以，在当下的探究中，Langebrake和Liedvogel领导的团队首次从进化的角度探究了磁接收。探究人员确认了363种鸟类的隐花色素4基因，从斑点猕猴桃到歌麻雀。
先是，他们将该蛋白质的进化率与两种有关的隐花色素的进化率开展了较为，察觉用于较为的隐花素的基因序列在所有鸟类中都相当相似：它们在进化过程中似乎转变很小。这很或许是最新时尚穿搭推荐由于它们在调节内部时钟方面的核心作用——这是一种对所有鸟类都至关重大的机制，在这种机制中，更改会形成极其负面的作用。
相比之下，Cryptochrome 4被证明是高度可变的。奥尔登堡大学鸟类学教授、鸟类探究所所长Liedvogel阐释道：“这表明这种蛋白质对适应特定的生态条件很重大。”。由此形成的专门化或许是磁接收。她阐释道：“在其他感受蛋白中也观察到了相似的模式，比如眼睛中的光敏色素。”。
然后，探究人员认真观察了chryptochrome 4的基因序列在鸟类进化史上是如何进化的。探究结局使科学家们得出结论，尤其是在雀形目的状况下，蛋白质已然经由高效挑选开展了完善。Langebrake说：“我们的探究结局表明，进化过程或许导致隐花色素4专门身为鸣禽的磁受体。”。
另一个有趣的察觉是，在热带鸟类的三个分支中——鹦鹉、蜂鸟和Tyranni（Suboscines），也被称为暴君——隐花色素4的信息在进化过程中丢失了，这意味着这些鸟类无法形成这种蛋白质。这表明它对它们的生存没有起到至关重大的作用。但是，尽管鹦鹉和蜂鸟是久坐不动的，但一些暴君是长途迁徙者，他们和欧洲的小型鸣禽一样，白天和晚上都会飞行。
Langebrake说：“与知更鸟各异，它们没有隐色素4，这一事实使它们变成探究磁感受各类假设的理想操控系统。”。
这里有一个有趣的难题：Tyranni是否已然进展出独立于隐花色素4岗位的磁感？或者他们能够在没有磁感的状况下定位自己吗？
另一种或许性是，它们的磁感与知更鸟的磁感具有一样的特征，例如，这种磁感依赖于光，可以被无线电波干扰。这位生物学家强调：“前两种状况将有力地证实隐色素4假说，而第三种状况将给该理论带来难题。”。
所以，下一步，探究团队打算调研Tyranni的磁取向，并澄清它们是否具有磁性。Liedvogel说：“Tyranni分支为我们提供了一个自然的工具，可以理解隐色素4的特性以及磁接收在候鸟中的重大性。”他概述了进一步探究的起点。
这项探究发表在《英国皇家学会学报B：生物科学》上。