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章鱼目动物具有非凡的相机式眼睛和特化的成像视觉，支持定向、猎物探测、捕食者规避以及视觉交流。然而，与脊椎动物和节肢动物不同，章鱼目的视觉被认为主要依赖于单一视紫红质（r-opsin1），这引出了一个问题：这样一个受限的系统如何在从浅海沿岸水域到深海栖息地的对比性光环境中实现适应。我们利用那不勒斯湾七种本地章鱼目物种的视网膜和视叶转录组分析表明，r-opsin1是所有物种中占主导地位的视觉基因，并探究了对比性光照栖息地如何塑造其分子和功能演化。尽管正向选择分析未发现栖息水深与r-opsin1演化之间存在普遍关联，但深海—中层带的 Pteroctopus tetracirrhus 的 r-opsin1 中有十二个密码子显示出正向选择证据，其中两个残基位于视黄醛结合口袋中相对的螺旋上。体外实验表明，I87V 和 F201N 中任一替换都可使野生型蓝绿色光谱显著发生红移，而二者同时存在则可恢复野生型光谱特征。其他天然携带其中一种替换的深海章鱼目 r-opsin1 仍保持蓝绿色敏感性。重建的祖先蛋白同样维持蓝绿色吸收，支持这一光谱表型在章鱼目 r-opsin1 演化过程中保持保守。我们进一步表明，F201N 通过与提供结构权衡的补偿位点协同进化，降低了视黄醛结合口袋内的绝热可压缩性，从而有利于压力适应，同时限制了光谱调谐。总体而言，我们的研究支持：章鱼目视觉视紫红质的演化受对比性海洋环境的多重生态压力所塑造，并体现在单一位点上呈现出谱系特异且依赖栖息地的演化轨迹，同时保留了保守的视觉表型。
1 生物与海洋生物进化系（BEOM），意大利那不勒斯，Stazione Zoologica Anton Dohrn； 在 Google Scholar 上查找此作者 在 PubMed 上查找此作者 在持有者为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
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返回顶部 上一页 下一页 发表于 2026 年 7 月 20 日。 下载 PDF 电子邮件 注意：仅为识别您为本文发送者，我们才会请求您的电子邮件地址。 您的电子邮件 * 您的姓名 * 发送至 * 可在每行分别输入多个地址，或用逗号分隔。 您将发送以下内容 Under pressure: Evolutionary trade-offs shape the single visual opsin of deep-sea octopods 消息主题 （您的姓名）从 bioRxiv 转发了一个页面给您 消息正文 （您的姓名）认为您可能想查看 bioRxiv 网站上的此页面。 您的个人留言 验证码 此问题用于测试您是否为人类访问者，并防止自动化垃圾提交。 分享 Under pressure: Evolutionary trade-offs shape the single visual opsin of deep-sea octopods Giacinto De Vivo ， Minglei Ma ， Giobbe Forni ， Andrea Luchetti ， Fabio Crocetta ， Marjorie A. Lienard ， Salvatore D'Aniello bioRxiv 2026.07.15.738692； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.15.738692 分享本文： 复制 引文工具 Under pressure: Evolutionary trade-offs shape the single visual opsin of deep-sea octopods Giacinto De Vivo ， Minglei Ma ， Giobbe Forni ， Andrea Luchetti ， Fabio Crocetta ， Marjorie A. Lienard ， Salvatore D'Aniello bioRxiv 2026.07.15.738692； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.15.738692
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🏷️ 章鱼目 视觉视蛋白 正向选择 深海适应 光谱调谐 压力适应