От синего, жёлтого и красного мандрила до пантерного хамелеона — природа проводит самый настоящий парад ярких и великолепных животных.
Но почему животные создают такую широкую палитру цветов? И как они это делают?
Их методы разнообразны и удивительны. Возьмём, к примеру, мандрила, яркая синяя морда которого образована благодаря тщательно расположенным коллагеновым волокнам, отражающим свет. Между тем, хамелеоны формируют свою меняющуюся радужную кожу с помощью нанокристаллов.
Причина быть красочным
Многие из этих животных содержат подсказки, которые могут помочь ответить на вопрос, почему возникли такие красочные цвета. Исследования, опубликованные в 2022 году, показали, что все ярко окрашенные виды наземных позвоночных в целом можно разделить на два лагеря. У потомков ночных животных цвет может сообщать хищникам, что они ядовиты и не будут хорошим выбором для ужина — явление, называемое апосематизмом. Это связано с их ночной жизнью, поскольку яркие цвета помогают отпугивать оппортунистических хищников, пока эти животные спят и уязвимы в течение дня.
Между тем, исследование показало, что потомки дневных животных, таких как некоторые птицы, обычно используют цвет как способ привлечения партнёров.
Вполне вероятно, что «сексуальные сигналы должны эволюционировать у видов, которые могут видеть эти цвета», — сказал Джон Дж. Винс (John J. Wiens), профессор экологии и эволюционной биологии в Университете Аризоны, который был соавтором исследования. «Предупреждающие сигналы могут развиваться у видов, которые вообще не видят цветов — или даже не имеют глаз, — потому что они подают сигнал другим видам, которые могут видеть цвета, таким как птицы и рыбы».
Птичья экстравагантность
Эта важность цвета в брачных ритуалах может объяснить, почему так много видов птиц демонстрируют такие захватывающие дух визуальные зрелища. Возьмите, к примеру, синеголовую великолепную райскую птицу (Cicinnurus respublica), которая может похвастаться красными, синими и жёлтыми оттенками, достаточно яркими, чтобы их было видно даже на тусклой лесной подстилке. Привлекая внимание самки, самец этой птицы демонстрирует свой главный козырь — диск из переливающихся изумрудных перьев, который ослепляет его партнёршу. А ещё есть райская танагра (Tangara chilensis), птица, почти комично раскрашенная жирными вкраплениями бирюзового, красного, оранжевого и тёмно-синего цветов.
«Она похожа на мультяшную птицу, как мягкая игрушка», — сказал Live Science Винод Саранатан (Vinod Saranathan), адъюнкт-профессор биологических наук в Школе переплетенных искусств и наук при Университете Креа в Индии.
Наиболее примечательной является неоново-зелёная корона танагры, при этом Саранатан и его коллеги обнаружили, что перья данного вида птиц образуют упорядоченную кристаллическую структуру, которая отражает свет и создаёт блестящий оттенок.
«Это означает, что предпочтение самок более ярких цветов привело к выбору кристаллической структуры, которая эволюционировала из неупорядоченной», — объяснил Саранатан.
Разнообразие – это ключ к успеху
Цвет также может зависеть от огромного разнообразия видов.
«Цвет, точнее, цветовые узоры, используются для того, чтобы отличать один вид от другого, — сказал Саранатан. — Потому что, если вы самец или самка и спариваетесь с неправильным видом, это упущенная возможность.»
Это может объяснить, почему наблюдается такой взрыв цвета в семействе насекомых, которое насчитывает наибольшее количество видов на Земле — более 1 миллиона.
Возьмите хотя бы метко названных златок (Buprestidae), чьи крылья покрыты лаковым сиреневым, пурпурным и тёмно-фиолетовым, переливающимся синим и зелёным цветами. Или радужно-пятнистого долгоносика (Pachyrhynchus congestus pavonius), чьи крылья имеют круги, наполненные микроскопическими ромбовидными кристаллами, которые увеличиваются в размерах, меняя своё взаимодействие со светом, создавая полный спектр синего, зелёного, жёлтого и красного цветов, объяснил Саранатан.
«Другим примером может служить урания мадагааскарская (Chrysiridia rhipheus). Она действительно потрясающая», — сказал он, — и особенно достойна награды благодаря своим крыльям, передающим тёмные оттенки заходящего солнца.
Не следует забывать и о пауках, таких как пауки-павлины (Maratus), похожие на драгоценные камни, которые исполняют замысловато поставленные танцы, выставляя напоказ свои празднично окрашенные брюшка, чтобы привлечь партнёрш.
Как животные приобретают свои цвета
Такое огромное разнообразие цветов стало возможным благодаря микроскопическим инженерным достижениям.
«На самом деле есть два способа: либо [с помощью] пигментов, либо наноструктур, — говорит Саранатан, — А иногда встречается и то, и другое.»
Молекулы пигмента поглощают свет с некоторыми длинами волн и излучают оставшиеся длины волн для получения определённых цветов. Наноразмерные структуры усиливают отражение определённых длин волн для создания цветов, сказал Саранатан в интервью Live Science. Различные формы, размеры и расположение этих наноструктур создают почти бесконечные возможности. Например, наноструктуры в форме кристаллов, организованные в повторяющийся узор, создают переливчатое свечение, которое часто украшает крылья жуков и бабочек. Между тем, птицы часто комбинируют пигменты с наноструктурами, получая ультранасыщенные зелёные, бирюзовые и красные тона, сказал Саранатан.
Понимание того, как животные создают цвета, может помочь нам создавать более сложные материалы, включая экраны телевизоров и телефонов, говорит Саранатан.
Животный мир даёт безграничное вдохновение.
«Всё, о чём мы думаем, что мы можем спроектировать, природа уже создала миллионы лет назад, — сказал Саранатан. — При этом она способна делать это с помощью самых простых материалов, о которых мы даже не можем себе представить.»
