人类色觉是如何进化的？经历百万年的漫长改变(2)

　　研究人员确定了造成这些遗传改变所需要的氨基酸变化的5040种可能的通道。“我们对这5040种可能性的每一种都进行了实验。” 横山解释道。“我们发现在这必要的七种遗传变异中，每一种变异本身并不会产生任何效应。只有这几种变化以特定顺序结合才能完成这一进化通道。”换句话说，动物的外部环境会驱动自然选择，从而导致动物分子环境的改变。

　　“在之前的研究里，横山显示了安哥拉带鱼，一种生活在水下25米至100米深处的鱼，只需要一种遗传变异就能从紫外线光转换为蓝色光视觉。然而，人类祖先需要七种遗传变异，且这些变异要发生上百万年。与鱼类相比，我们祖先视觉的进化发展的非常缓慢，这可能是因为他们生活的环境改变的非常慢。”横山解释道。

　　研究人员跟踪调查的5040种通道中，大约有80%在进化过程中就停止了，这是因为一种蛋白质成为了非功能性。化学家阿赫麦特·阿尔通解决了蛋白质为何会变得无功能性的谜题。蛋白质需要水发挥功能，但是如果一个变异发生在另一个之前，那么它会阻挡延伸整个视觉色素细胞膜的两个水通道。“剩余20%的通道仍是可能的通道，但我们的祖先只使用了其中一个通道，”横山说道。“我们鉴别出了那一通道。”

　　1990年，横山确定了导致人类祖先发展出绿色敏感色素的三种特定氨基酸变化。2008年，他带领进行了对暗光视觉，包括从鳗鱼到人类等动物的最完整的进化树。在该进化树的一个重要分支，横山的实验室小组对古代基因功能进行了工程改造，从而将环境变化与生物分子变化相联系。

　　这篇文章完成了人类颜色视觉的进化的整个项目，“精确到氨基酸分子的表达层面，我们对进化通道所涉及的机制不再有任何模拟两可的疑问。”横山表示。