综述：从棒状细胞到锥状细胞：脊椎动物感光细胞进化中的功能转变

《Neuroscience and Behavioral Physiology》：From Rod to Cone: Functional Transformations in the Evolution of Vertebrate Photoreceptors

脊椎动物视网膜杆状和锥状光感受器存在中间型过渡形态，支持功能转化理论。研究揭示其形态、分子及电生理特征差异，但受限于模型生物不足，分子机制仍待深入。

　　

脊椎动物的视网膜包含两种类型的感光细胞——视杆细胞和视锥细胞，它们分别负责夜视和日视功能。这两种细胞在形态和生化特性上存在诸多差异，这些差异决定了它们的功能定位。在多种脊椎动物中发现中间类型的感光细胞，这一发现为“功能转换理论”提供了依据。该理论认为，在视觉系统适应不同环境条件时，视杆细胞和视锥细胞都能够改变其功能，并相互转化。在功能转换过程中，感光细胞生理学的改变可表现为多个层面：形态学变化（细胞整体结构的变化）、分子生化变化（特定光敏信号传导蛋白异构体的表达变化）以及电生理变化（对光反应的敏感性和动力学变化）。具有中间类型感光细胞的动物既包括最原始的脊椎动物，也包括那些生活环境光照强度极低或极高的物种。过去二十年里，科学家们在理解从视杆细胞向视锥细胞的功能转换的分子机制方面取得了显著进展。然而，仍有许多问题尚未得到充分解答，主要是因为许多具有中间类型感光细胞的动物并不属于现代生物学研究中的标准模型对象。本文综述了不同分类群中具有中间类型感光细胞的实例，回顾了这些细胞的研究历史，并介绍了当前揭示其非典型生理机制的科学研究成果。