初探昆虫视觉适应和视叶中5HT含量的关系

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1、摘要大多数动物都能应对外界变化巨大的光环境，而外界最大光强是最弱光强的1011倍。视觉系统能在巨大的光强范围内实施其功能，表明了视觉系统具有惊人的调节其敏感度去与外界环境相匹配的能力。我们把视觉系统调节光敏感性适应外界光环境的现象称为视觉适应现象。实验表明，5．HT的变化可能会影响昆虫视觉系统的视觉适应状态。该调节机制现在认为有两种方式。首先，我们认为与视觉适应相关的神经递质应该只是在光强变化的瞬间释放，从而改变相关神经元的视觉适应状态。当外界光强不变化时，神经递质并不需要释放。其次，有的理论认为，视觉适应的状态是两种以上的递质相互拮抗来决定相关神经元的视

2、觉适应状态。一些递质使视觉系统倾向于明适应，另一些递质则调节视觉系统倾向于暗适应状态。视觉系统的视觉适应状态取决于两种递质的相对释放量。当明适应相关递质占优势时，视觉系统处于明适应状态，反之亦然。该理论认为，明暗适应递质要持续释放才能够维持视觉系统正常的感光机能。本研究主要是依照这两种可能机制来设计实验组。在相同的免疫组织化学染色控制条件下，本实验比较了不同昆虫视叶中5一HT含量的差别。，结果表明，不同的昆虫其脑中5．HT的含量有着显著的差异。那些在暗光下活动的昆虫(如淡色库蚊)，以及穴居的昆虫(如日本弓背蚁)脑中5一HT的含量要明显高于那些在光强变化缓和

3、环境中生活的昆虫(如白斑迷蛱蝶)。我们分析，前者的生活环境光强变化幅度很大，昆虫需要频繁的，高强度的视觉适应调节，从而需要大量相关递质的储备。而后者由于生活环境中光强变化幅度较小，变化很缓和，所以不需要高强度，高频次的视觉适应调节，因此也不必储备过多的视觉适应调节相关递质。根据以上分析，我们认为，5．HT很可能和昆虫的视觉适应调节相关。为了进一步验证这个假说，本实验根据以上两种可能机制把实验昆虫(日本弓背蚁)分成四组进行光刺激：一组用灯光持续光照9天，一组持续黑暗9天，一组明暗交替刺激9天，一组自然光照9天。然后采用免疫组织化学的方法，比较四个实验组之间相

4、关神经元5．HT含量的差异。运用Inlagepr0p№测量四组问对应阳性区域的灰度值，并对测量值进行了方差分析。结果表明，四个实验组间的灰度值差异不显著。昆虫光刺激实验结果与预测不符。我们认为有可能是刺激条件不理想，未形成可检测的5．HT含量差异。另外，免疫组化结合图像分析的方法定量精度较差，可能不足于揭示光刺激引起的5．HT含量上的细微差别。关键词：5．HT；视觉适应；视叶；昆虫；日本弓背蚁Abs仃actA1thou曲li曲tintens时inananirnal’senv的nmentmayva巧byelevenorderSofma印itude，Visua

5、llydriVenbehaViorscanstilldealwitllsuchchangingenvironment．Adaptationallowst11eVisualsystemt0be如nctionalin蛐chla唱espec饥蚰andsignificannysellsitiVetomatchwinlthesuITolmding．Wedef．me也e咖tationofmeVisualsystemtotheli曲tenv曲衄entbya由uStingitssensitiV时asvisualadaptation．Neuralne似orkadaptati

6、o璐tome1ightanddklfI【nessarethoughtt0becon仃olledby1ight·dependentchaIlgesin5-HTleVels．Inotllerwords，5一HTmaymodulatemevisualadaptationstateofinsectVisualsystem．Thismodulationisreco印izedtohave魄omechanisms．Fil．st，n吼Ⅱ．o仃anSmittersrelatedtoVisualadaptationmayonlyreleasewhenli曲tandd破ness

7、change．The打anSmittersneednottobereleaSed，whenli曲tintensit)，doesn’tchange．Second，妇kadaptationarIdlightadaptationofmerelatedneuronsi11tIleretinalne觚orkareiIladynamicpush—and-pullequilibrium，whichismodulatedbythe1evelsof锕okindsoftra．nsmitters．Onel【indoftra咀smittersmayshiftthebal锄cein

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