有时不同的生物会独立进化出相同的能力，这个过程被称为平行进化。大阪都立大学(OMU)的一项新研究发现，蜻蜓感知红光的方式与哺乳动物（包括人类）相似。由于许多医疗设备也依赖红光，这一发现不仅在动物学领域具有重要意义，也可能对依赖红光传感的医学领域产生重要影响。
人类通过眼睛中称为视蛋白的蛋白质感知光的颜色。在人类中，有三种类型的视蛋白——分别对应蓝光、绿光和红光——负责色觉。
在昆虫中，蜻蜓拥有异常强大的红光视觉能力。由大阪都立大学理学院的小柳光正(Mitsumasa Koyanagi)和寺北章久(Akihisa Terakita)教授领导的团队发现了一种能检测约720纳米波长光的蜻蜓视蛋白，这超出了人类可见光谱最深红端的范围。
"这是我们发现的对红光最敏感的视觉色素之一，"寺北教授说，"蜻蜓很可能比大多数昆虫能看到更深的红光。"
研究人员假设这将帮助蜻蜓识别合适的配偶。为了验证这一想法，他们测量了反射率。反射率是指表面反射的光量，在蜻蜓中，这种反射光影响它们彼此之间的外观。研究人员发现雄性和雌性在红光到近红外反射率方面存在显著差异，这表明检测这些波长有助于雄性在飞行中快速区分异性。
"令人惊讶的是，蜻蜓红光视蛋白检测红光的机制与包括人类在内的哺乳动物的红光视蛋白完全相同。这是一个出乎意料的结果，表明在远缘谱系中独立发生了相同的进化过程，"第一作者、研究生佐藤龙也(Ryu Sato)说。
他们的研究还揭示了一个重要见解，可能有助于将这一发现转化为实际应用。他们确定了控制蛋白质对光敏感性的单个关键位置。当他们调整这个位置时，使敏感性进一步提高，使蛋白质能够响应接近红外线范围的光。他们设计了一种能对更长波长作出反应的蛋白质版本，并证明装备这种蛋白质的细胞可以被近红外光激活。
这些发现可能在光遗传学领域有用，该领域使用可通过光激活的光敏蛋白质来研究医疗状况。由于蜻蜓视蛋白对波长更长的光有反应，它可能在深层组织内部工作得更好。
"在这项研究中，我们成功地将来自斑蜻科(Gomphidae)蜻蜓的改良近红外视蛋白的敏感性进一步向更长波长方向移动，并确认改良的近红外视蛋白可以诱导细胞对近红外光产生反应，"小柳教授说，"这些发现证明这种视蛋白是一种有前景的光遗传学工具，能够探测活生物体深处的光。"
这些发现发表在《细胞与分子生命科学》杂志上。
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