Människans nyupptäckta superfärgseende

Två av de tre sönerna i en brittisk familj har nedsatt färgseende. Deras mamma, däremot, kan urskilja nyanser som vi andra inte ser, enligt en noggrann studie. Hon är det hittills starkaste argumentet för att det finns människor med ett slags superfärgseende. Men kvinnan själv upplever inte att det är något speciellt med hennes syn.

– Kanske är det inte överraskande, med tanke på att våra sinnen är privata och inte kan delas med någon annan. Vi kan inte se med andras ögon och jämföra hur det ser ut, säger Gabriele Jordan, psykofysiker vid Newcastle university i Storbritannien, som har gjort studien.

De flesta av oss människor kan särskilja ungefär en miljon olika färger. Det kan låta imponerande, men jämfört med många djur är vi människor delvis färgblinda. En människa som begåvats med superfärgseende skulle, i teorin, kunna se skillnad på uppemot 100 miljoner nyanser.

Ända sedan 1940-talet har forskare spekulerat över om en del kvinnor skulle kunna ha ett färgseende som bygger på fyra färger i stället för tre, så kallat tetrakromatiskt färgseende. Men det har varit svårt att få svar på om det verkligen finns människor med superfärgseende. Gabriele Jordan har studerat fenomenet i många år. Hon och hennes kolleger letade upp 24 mammor till pojkar med en särskild sorts nedsatt färgseende, som orsakas av att de har en ovanlig variant av färgreceptor i ögat. Bland försöksdeltagarna fanns kvinnan och hennes tre söner.

Mammorna i studien fick göra ett test som gick ut på att de skulle matcha en blandning av rött och grönt ljus så att de tyckte att den blev lik en monokromatiskt orange färg (ljus av endast en våglängd). För människor med normalt färgseende finns det många olika röd-gröna blandningar som blir lika den orange färgen, medan en person med superfärgsinne borde uppfatta en skillnad. Kvinnan i fråga var den enda som inte ville acceptera att någon blandning av rött och grönt ljus såg ut som den rent orange färgen.

Sedan fick deltagarna se tre färgfält i snabb följd efter varandra i slumpmässig ordning. Två av fälten bestod av rent orange, medan ett fält var en kombination av rött och grönt. Deltagarna skulle avgöra vilket fält som skilde sig från de båda andra. Forskarna mätte hur länge deltagarna tvekade och hur ofta de svarade rätt.

Kvinnan var inte bara snabbast av alla utan var också den enda som konsekvent svarade rätt på alla färgkombinationer. När testet gjordes om två månader senare fick hon samma resultat.

– Den här kvinnan utgör det hittills starkaste beviset för tetrakromatism och vi tror att hon är en äkta tetrakromat, säger Gabriele Jordan.

Om det finns mänskliga tetrakromater är det troligtvis bara kvinnor som kan ha den egenskapen. Det beror på genetiken, som styr vårt färgseende. Både kvinnans exceptionella färgseende och hennes söners färgblindhet hänger ihop med en mutation som påverkar näthinnan i ögat. Vår förmåga att uppfatta färger beror på de färgdetekterande cellerna i näthinnan, de så kallade tapparna. Tapparna innehåller färgreceptorer med pigment som reagerar på ljus av olika våglängd: blått, grönt och rött. Tillsammans med stavarna, som mäter ljusets styrka, ger tapparna oss möjlighet att skilja mellan ljust och mörkt, mellan blått och gult samt mellan rött och grönt. Kombinationen av dessa tre olika pigment i näthinnan ger oss tri-kromatiskt färgseende, som är unikt för oss människor och en del apor.

Det är en ödets ironi att samma mutation som verkar ge vissa kvinnor bättre färgseende än normalt också orsakar defekt röd-grönt färgseende hos män. Generna som styr tillverkningen av det gröna respektive det röda pigmentet är till stora delar identiska. De ligger dessutom mycket nära varandra på X-kromosomen, medan genen för blått pigment ligger på en annan kromosom. Det nära avståndet och likheten mellan generna för grönt och rött pigment gör att risken är stor att de förväxlas när arvsmassan ska kopieras.

Ibland leder förväxlingen av de båda pigmentgenerna till att en av dem ersätts av en hybridgen, som är en blandning av de båda. Hybridgenen ger upphov till ett nytt pigment som reagerar på ljus mellan rött och grönt, i det orange området av färgspektrumet. En man som har ett sådant hybridpigment får försämrat färgseende. För kvinnor är det inte lika förödande, eftersom de har två X-kromosomer. Om en gen förändras eller försvinner från den ena X-kromosomen så finns motsvarande gen fortfarande kvar på den andra, och fungerar som reserv. Därför får en kvinna som har en sådan hybridgen en extra typ av färgpigment i ögat. Hennes näthinna innehåller fyra olika tappar: de tre normala för blått, grönt och rött samt varianten som reagerar på orange ljus. Det är ett sådant hybridpigment som gör det möjligt för den brittiska kvinnan att urskilja fler färgnyanser än vi andra.

Skillnaden i tapparnas maximala känslighet för ljus av olika våglängder gör så att hjärnan kan urskilja alla nyanser i färgspektrumet som inte är rent röda, gröna eller blå. Kvinnans hybridpigment aktiveras bäst av ljus med 545 nanometers våglängd, exakt mellan hennes gröna och hennes röda färgreceptor. Därför är det möjligt att tapparna med hybridpigmentet ger signaler till hjärnan som skiljer sig från hennes normala tappar. I studien fanns det dock fler mammor med liknande hybridpigment, men märkligt nog uppvisade ingen av dem superfärgseende.

– Vi förstår ännu inte varför inte alla bärare av hybridgenen beter sig som den här kvinnan, säger Gabriele Jordan.

Men resultaten från forskningen om mänskliga tetrakromater är omstridda. Olle Lind vid Lunds universitet har forskat på tetrakromatiskt färgseende hos fåglar och påpekar att antalet olika färg-receptorer i näthinnan bara är en av de faktorer som avgör hur rikt färgseende en djurart har.

– Även om fjärilar kan ha åtta olika receptortyper i ögat använder de inte alla till att se färger. Tetrakromatiskt färgseende tycks vara en övre gräns, säger Olle Lind.

En av de stora frågorna för forskningen om mänskligt superfärgseende har handlat om huruvida hjärnan klarar av att hantera information från fler färgreceptorer än de tre som vi normalt har. De senaste åren har flera studier gjorts som kan bidra till att ge svar, bland annat en studie på färgblinda apor. Bland spindelapor är det vanligt att hannarna saknar det röda pigmentet och därför har dikromatiskt färgseende. En del honor är dock trikromater. En forskargrupp vid University of Florida i USA tillförde det saknade pigmentet till vuxna spindelaphannar, vilket ledde till att de fick normalt färgseende. Resultaten ger hopp om att defekt färgseende i framtiden ska kunna åtgärdas med genterapi.

– Det var väldigt förvånande att genterapiexperimenten fungerade. Det visuella systemet verkar vara så flexibelt att det anpassar sig till att man tillför en ny receptor, säger Olle Lind.

Han menar att forskningen om mänskliga tetrakromater är intressant, men han är inte övertygad om att det finns människor som har ett fungerande tetrakromatiskt färgseende.

– I flera av testerna i Jordans studie identifieras tetrakromaten genom att hon misslyckas i tester som är anpassade till trikromater. Sådana negativa resultat kan ge indikationer på något, men det behövs fler direkta bevis för tetrakromatism, säger Olle Lind.

Det finns gott om djur med tetrakromatiskt färgseende. Fåglar och en del andra djur har en fjärde typ av tapp som gör att de också kan se UV-ljus, utöver de färger som vi människor uppfattar. Olle Lind menar att det är osäkert om hybridpigmentet som den brittiska kvinnan har ger upphov till en biologiskt relevant skillnad, eftersom hybridpigmentet är känsligt för ljus som ligger inom människans normala spektrum.

Människans trikromatiska färgseende ger oss många fördelar jämfört med de flesta andra däggdjur, som bara har blå-gult färgseende (till exempel blir det lättare att hitta mogen frukt i vegetationens grönska). Även för den moderna människan kan förmågan att skilja på röda och gröna ljussignaler, som trafikljus, vara en fråga om liv och död. Gabriele Jordan tror att tetrakromater skulle kunna ha fördelar jämfört med personer med normalt färgseende, men att skillnaderna är mer subtila.

– Jag kan bara spekulera, men kanske är det lättare för en tetrakromat att se färgskiftningar i huden, så att en mamma med tetrakromatiskt färgseende snabbare kan uppfatta att hennes barn inte mår bra. Av samma anledning skulle hon kunna vara skicklig i yrken där det är viktigt att upptäcka hårfina nyansskillnader, exempelvis sjuksköterska och barnmorska, säger Gabriele Jordan.