Почему некоторые животные такие яркие?

Многие из самых ярких животных в природе питаются большим количеством каротиноидов.

Галапагосские острова Эквадора являются домом для невероятного разнообразия дикой природы. Среди пейзажей черных лавовых полей, разбросанных кактусов опунции, пышных высокогорий и зеленых мангровых зарослей вы увидите неуклюжих сухопутных игуан поразительных оттенков желтого, оранжевого и красного, забавных голубоногих олуш и одних из самых розовых фламинго . Но оказывается, эти великолепные существа не рождаются с такими яркими цветами. На самом деле, им приходится за них бороться! 

Чтобы выяснить, почему некоторые дикие животные меняют цвет в зависимости от своего рациона питания и что эти различные оттенки и тона означают для выживания, журнал Popular Science обратился к Хорхе Алексу Гутьерресу Герреро , руководителю экспедиции на яхте Isabela II на Галапагосских островах . Герреро говорит, что все дело в природных пигментах, которые играют важную роль в иммунной системе животного. Они даже могут изменить цвет вашей кожи!

Яркие, красочные пятна на лапах галапагосских птиц , включая голубоватые лапы голубоногих олуш и впечатляющий красный горловой мешок великолепных фрегатов , который они раздувают во время ухаживания, являются прямым результатом их рациона. В частности, они образуются в результате переваривания природных красителей, известных как каротиноиды. 

«В основном, каротиноиды — это природные пигменты, вырабатываемые растениями, водорослями и фитопланктоном», — говорит Гутьеррес. Эти органические химические соединения играют жизненно важную роль в природе. Они помогают улавливать свет для фотосинтеза, то есть для того, как растения используют солнечный свет для производства собственной пищи. Они действуют как мощные антиоксиданты , способные защищать клетки от повреждений. И они обеспечивают яркие цвета, необходимые многим животным , птицам и рыбам для выживания. 

Например, фламинго постепенно теряют свою красную пигментацию, когда в их рационе не хватает каротиноидов. По словам Гутьерреса, это прекрасный пример «прямой связи между содержанием каротиноидов в пище и окраской». 

Дикие животные на Галапагосских островах получают каротиноиды в основном из пищи, поскольку это пигменты, которые они не могут производить естественным путем . Наземные игуаны архипелага питаются цветами и листьями кактусов, чтобы получить каротиноиды, а голубоногие олуши потребляют свежую рыбу, такую ​​как сардины и анчоусы. Розовые фламинго получают достаточное количество каротиноидов из водорослей и артемии. 

После того как дикие животные переваривают и метаболизируют эти природные пигменты, цвета каротиноидов, которые в основном создают оттенки красного, оранжевого и желтого, начинают проявляться во всем: от кожи и панцирей до лап и перьев. Во многих случаях, чем ярче оттенки, тем здоровее существо . Хотя каротиноиды сами по себе не создают синий цвет, знаменитые голубоногие олуши архипелага получают свои бирюзовые лапы благодаря смеси желтых каротиноидных пигментов и коллагеновой структуре своей кожи. 

Примеры эффективности каротиноидов можно увидеть даже у нас под боком. 

Ярко-желтая окраска американского щегла — прямой результат его богатой каротиноидами диеты, состоящей из летних сорняков и подсолнечника, в то время как северные кардиналы получают свой ярко-красный оттенок благодаря богатой каротиноидами пище, такой как жимолость, каркас и семена.

Каротиноиды не являются важнейшим питательным веществом. Однако они являются важным источником витамина А , ключевого компонента репродуктивного здоровья, хорошего зрения и сильной иммунной системы. 

Хотя большая часть птиц и животных получает каротиноиды из пищи, некоторые редкие беспозвоночные, такие как паутинные клещи и галловые комары, способны синтезировать собственные каротиноиды . Это происходит благодаря редкому генетическому стечению обстоятельств, вероятно, вызванному вирусом или паразитом. Предок паутинного клеща и предок галлового комара тесно контактировали с древними грибами, что привело к горизонтальному переносу генов . По сути, горизонтальный перенос генов — это передача ДНК между различными организмами, и в данном случае — между видами.

Каждое животное перерабатывает эти пигменты немного по-разному. У некоторых животных каротиноиды полностью меняют цвет их шерсти. Другие же просто поглощают каротиноиды, не меняя при этом цвет. 

Но все животные используют каротиноиды для борьбы с болезнями, например, для усиления иммунных клеток, уничтожающих вредные бактерии. Только здоровые дикие животные могут избыток каротиноидов обеспечить яркую кожу, клювы или перья. Поэтому чем ярче окраска птиц, рептилий и рыб, тем здоровее их иммунная система. У них достаточно каротиноидов для создания ярких цветов.

Например, голубоногие олуши с ярко-бирюзовыми лапами, как правило, самые здоровые. На самом деле, олуши, которые несколько дней не едят, могут в итоге потускнеть . Когда животные болеют, они также теряют свой цвет . Во-первых, их организм перенаправляет каротиноиды от внешних признаков, таких как кожа и перья, и использует их для борьбы с болезнями. Во-вторых, усвоение питательных веществ, таких как каротиноиды, становится более затруднительным. Без каротиноидов яркие пигменты животного быстро бледнеют. 

Каротиноиды также играют важную роль в брачных ритуалах. Что касается голубоногих олуш, то, по словам Гутьерреса, «самке очень важно найти самца с самыми ярко-голубыми лапами, потому что она выбирает лучшего кормильца» для своего потомства. 

Это особенность, которую эти морские птицы часто демонстрируют в своем очень причудливом брачном танце , включающем в себя сложную, высокую походку. Чем синее лапы, тем привлекательнее самцы кажутся самкам. 

Более того, известное научное исследование 2006 года, посвященное голубоногим олушам, показало, что самки откладывают более мелкие яйца для самцов с более тупыми лапами . По сути, самка будет вкладывать меньше репродуктивных усилий, если самец не соответствует её требованиям. 

«Каротиноиды широко распространены по всему миру, — говорит Гутьеррес. — Но они особенно заметны среди диких животных на Галапагосах, потому что это ограниченная среда обитания, где экосистемы четко выражены». Гутьеррес имеет в виду, что архипелаг настолько географически изолирован и находится так далеко от побережья Эквадора, что многим видам — например, морским игуанам — некуда больше деваться. Даже на Галапагосах значительная часть диких животных держится своих островов. 

Ещё одна причина такой яркой окраски здешних животных? Общее отсутствие хищников позволило дикой природе эволюционировать без необходимости в невзрачной или камуфляжной шерсти для защиты . 

Большая часть каротиноидов архипелага поступает из океана, а в случае наземных игуан и желтоклювых дарвиновских вьюрков — из нектара и пыльцы кактусов. 

В более отдаленных районах культовый розово-оранжевый цвет мяса лосося с тихоокеанского северо-запада является прямым результатом его богатой каротиноидами диеты — в их случае, это питание крилем и мелкими креветками. Розовые колпицы, обитающие в мангровых болотах, илистых отмелях и водно-болотных угодьях побережья Мексиканского залива США, приобретают свой розовый оттенок благодаря питанию ракообразными, крабами и раками. 

Что касается того, может ли употребление в пищу продуктов, богатых каротиноидами, изменить цвет кожи человека , то это, безусловно, возможно. 

Наиболее известный пример — употребление моркови. Эти овощи богаты красно-оранжевым каротиноидом, называемым бета-каротином , который наш организм преобразует в витамин А. 

Но когда мы потребляем больше бета-каротина, чем нам необходимо, избыток пигмента начинает циркулировать в кровотоке и приводит к желтому или оранжевому свечению. «Это наиболее заметно на ладонях», — говорит Гутьеррес. 

Тем не менее, по его словам, не стоит беспокоиться, если вы питаете слабость к сардинам и анчоусам — основной пище голубоногих олуш. Поскольку люди перерабатывают и метаболизируют эти соединения иначе, «вы тоже не посинеете».

Laura Kiniry “Why are some animals so colorful? Blame this pigment”

Перевод статьи «Why are some animals so colorful? Blame this pigment» автора Laura Kiniry, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык

Фото: Яркий розовый цвет фламинго получают благодаря своему рациону питания.
Изображение: Westend61 / Getty Images