Prilično je teško zamisliti svet kroz tuđe oči, posebno različite životinje. Ali nova studija koja koristi ljudske mrežnjače uzgojene u laboratoriji otkriva da je čak i između različitih ljudi naša vizija izuzetno raznolika.
I to može biti povezano sa načinom na koji se crveni i zeleni čunjići formiraju u našoj mrežnjači. Šišarke su ćelije koje osećaju svetlost u očima kičmenjaka; njihovi kombinovani odgovori na različite talasne dužine omogućavaju vid u boji.
Ljudi i neki blisko srodni primati su neki od jedinih poznatih sisara koji mogu da vide crvenu boju, kao i zelenu i plavu.
Druge životinje takođe mogu da vide crvenu boju, kao mnoge ptice i neki insekti. Vrsta vizije koju ima životinja usko je povezana sa njenom evolucijom zajedno sa biljkama koje proizvode voće i cveće. Ova sposobnost je bila prilično korisna, na primer, za uočavanje zrele crvene jabuke među gustim krošnjama zelene boje.
Još jedan izuzetak sisara sa sposobnošću da vidi crveno je medeni oposum (Tarsipes rostratus). Ovaj australijski torbarski oprašivač ima sposobnost poput ptice da ispita nektar iz rumene banke, što je fascinantan primer konvergentne evolucije.
Naši crveni i zeleni čunjevi su u osnovi identični, sa malo drugačijom hemijom da bi se odredilo koju boju će otkriti. Protein koji se zove opsin dolazi u dva različita ‘ukusa’, osetljiv na crvenu ili zelenu, a njihovi genetski ‘recepti’ se nalaze jedan pored drugog na Ks hromozomu.
Tako da im je veoma lako da se mešaju u rekombinaciju, što dovodi do varijacija urođenog crveno-zelenog slepila za boje.
Sada, nova istraživanja nude izvesnu jasnoću o tome šta su ti ključni sastojci koji definišu vid – koji čine samo 4 procenta razlike između gena koji kodiraju ove proteine – zapravo.
Ranije smo mislili da je određivanje konusa u osnovi nasumično, iako su novije studije pokazale da nivo štitne žlezde igra ulogu.
Ali tim sa Univerziteta Džon Hopkins i Univerziteta u Vašingtonu otkrio je da nivoi molekula dobijenih iz vitamina A koji se nazivaju retinoična kiselina stvaraju ili razbijaju odnos crveno-zelenih konusa, barem u slučaju njihovih mrežnjača uzgojenih u laboratoriji.
„Ovi retinalni organoidi omogućili su nam po prvi put da proučavamo ovu osobinu specifičnu za ljude“, kaže razvojni biolog Robert Džonston sa Univerziteta Džon Hopkins. „Ogromno je pitanje šta nas čini ljudima, šta nas čini drugačijima.
U laboratoriji, mrežnjače izložene većoj količini retinoične kiseline tokom ranog razvoja (prvih 60 dana) rezultirale su većim odnosom zelenih čunjeva u organoidu nakon 200 dana, dok su se nezrele šišarke izložene niskim nivoima kiseline kasnije razvile u crvene čunjeve.
Tajming je takođe važan. Ako je retinoična kiselina uvedena nakon 130 dana nadalje, efekat je bio isti kao da nije dodavana uopšte. Ovo sugeriše da kiselina rano određuje tip šišarki i ne može da izazove da se crveni čunjevi „prebace“ u zelene šišarke koje su već sazrele.
Sve mrežnjače uzgojene u laboratoriji imale su sličnu gustinu konusa, što je omogućilo timu da isključi smrt ćelija konusa kao uticaj na odnos crvene i zelene.
Razvojni biolog Sara Hadinijak, koja je bila koautor studije dok je bila na Univerzitetu Džon Hopkins, kaže da njihovi nalazi imaju implikacije na otkrivanje tačno kako retinoična kiselina deluje na gene.
Da bi stekli osećaj koliko ovo može uticati na ljudski vid, istraživači su proučavali mrežnjače 738 odraslih muškaraca bez znakova nedostatka vida u boji.
Istraživači su bili zapanjeni prirodnim varijacijama u odnosu crvenog/zelenog konusa u ovoj grupi.
„Vidjeti kako su se proporcije zelenog i crvenog konusa promijenile kod ljudi bio je jedan od najiznenađujućih nalaza novog istraživanja“, kaže Hadiniak.
Nejasno je kako se ovolike varijacije mogu pojaviti bez uticaja na promene vida. Kako je Džonston rekao, „ako bi ove vrste ćelija određivale dužinu ljudske ruke, različiti odnosi bi proizveli neverovatno različite dužine ruku“.
Ovo istraživanje je objavljeno u PLOS Biologija.
