Двуликий сфенисцин
На данный момент выделяют 18 видов пингвинов. Все они занесены в Красную книгу Международного союза охраны природы, причем только три имеют статус «вызывающие наименьшие опасения».
Популярный в интернете постер «Знай своих пингвинов» с указанием статуса видов в Красной книге МСОП. Рисунок с сайта earthlymission.com.
Златохохлые пингвины по-английски называются macaroni penguin. Яркие перья на их головах, вероятно, напомнили английским морякам экстравагантные прически макарони (см. Macaroni) английских денди XVIII века. А русское название фактически повторяет латинское, произошедшее от греческих слов χρυσός — «золото» и λόφος — «гребень, хохолок». Подобными золотыми украшениями обладают все представители рода хохлатых пингвинов (Eudyptes), а также великолепный пингвин (Megadyptes antipodes). Они есть у взрослых птиц обоих полов и важны при выборе партнера, так как их цвет говорит о его здоровье.
Слева — взрослый златохохлый пингвин с птенцом. Птенцы хохлатых пингвинов лишены хохолков. Фото © Greg Lasley с сайта inaturalist.org, Антарктида, январь 1996 года. Справа — линяющие во взрослый наряд птенцы. Фото © Mario Mairal с сайта inaturalist.org, острова Принс-Эдуард, апрель 2018 года.
Исследование желтых и оранжевых пингвиньих перьев показало, что цвет им придают вовсе не каротиноиды, обычно ответственные за такую окраску птиц (см. картинки дня Огненный чиж и «Восковое» крыло свиристеля), а уникальный пигмент, который назвали сфенисцином (spheniscin) — в честь всего пингвиньего семейства (Spheniscidae).
Он относится к группе птеринов, которые у животных встречаются как в виде пигментов, так и в виде веществ, выполняющих важные физиологические функции. Например, небезызвестный витамин фолиевая кислота тоже относится к птеринам. Птерины ответственны за окраску крыльев бабочек, глаз плодовых мушек дрозофил, кожи амфибий и рептилий, радужки многих видов птиц. Но в перьях они обнаружены пока только у пингвинов — помимо хохлатых и великолепных также у королевского (Aptenodytes patagonicus) и императорского (A. forsteri). В отличие от каротиноидов, птерины не нужно получать из пищи, они синтезируются внутри организма. Поэтому пингвины в зоопарках остаются желтоперыми независимо от питания, тогда как фламинго нужно кормить богатой каротиноидами пищей, чтобы они оставались яркими.
Разные прически хохлатых пингвинов. Слева — хохлатый пингвин (Eudyptes chrysocome). Фото © Oscar Thomas с сайта inaturalist.org, Новая Зеландия, апрель 2022 года. Справа — пингвин Шлегеля (Eudyptes schlegeli), эндемик острова Макуори, принадлежащего Австралии. Фото ©Geoff Walker с сайта inaturalist.org, декабрь 2012 года.
Птерины флуоресцируют в ультрафиолетовом свете, но флуоресценцию окрашенных ими перьев обнаружили пока только у королевского и императорского пингвинов (см. картинку дня Ультрафиолетовые пингвины). Возможно, такая окраска тоже служит критерием выбора партнера.
Сфенисцин стал шестым классом пигментов, обнаруженным у птиц. Давайте вспомним остальные пять. Это полимеры на основе индола — к ним относятся меланины: дающий черную и коричневую окраску эумеланин и рыжий феомеланин. Терпеноиды — каротиноиды, отвечающие за желтую, оранжевую, красную окраску. Порфирины, придающие красную, коричневую и зеленую окраску перьям и яйцам птиц. К порфиринам относятся в том числе уникальные пигменты перьев турако (см. картинку дня Красочные турако) и яичной скорлупы тинаму (см. картинку дня Глянцевые яйца тинаму). Еще один класс соединений — оксиды металлов. Так, оксид трехвалентного железа придает ржавую окраску шее и брюху бородача (Gypaetus barbatus) и перьям на лбу канадского журавля (Grus canadensis). Особняком стоят линейные полиены — они обнаружены только у попугаев (Psittaciformes), поэтому носят название пситтакофульвинов (см. Psittacofulvin), они придают оперению желтую, оранжевую и красную окраску. Однако разнообразие окраски птиц не ограничивается пигментами. Например, синий и переливающиеся цвета получаются благодаря ультраструктуре пера (см. статью Структурный цвет в живой природе).
Разнообразие окраски птиц. Фото с сайта academy.allaboutbirds.org.
В поисках информации об уникальном пигменте пингвинов можно наткнуться на статьи о совершенно другом сфенисцине (spheniscine) — точно такое же название имеет антимикробный пептид, найденный в желудке королевского пингвина. Концентрация этого вещества резко возрастает во время последней фазы инкубации яиц у самцов, когда они сохраняют непереваренную пищу в желудке до трех недель. Такой нетленный запас позволит накормить вылупившегося птенца, если самка к тому времени по каким-то причинам не успеет вернуться из моря. Сфенисцин сдерживает рост бактерий, плесневых грибов и дрожжей.
Слева — королевские пингвины, насиживающие яйца. Яйцо лежит на лапах и прикрывается складкой брюха. Фото © Geoff de Lisle by Geoff de Lisle, остров Макуори, Австралия, декабрь 2016 года. Справа — королевский пингвин кормит птенца нескольких дней от роду. Фото © Rebecca Bowater, остров Южная Георгия, январь 2016 года. Фотографии с сайта nzbirdsonline.org.nz.
Пептид сфенисцин состоит из 38 аминокислотных остатков и относится к бета-дефензинам (см. Beta defensin), подсемейству защитных пептидов дефензинов — части врожденного иммунитета позвоночных и беспозвоночных животных. Эти пептиды несут положительный заряд и взаимодействуют с отрицательно заряженной мембраной бактерий, вытесняя ионы кальция и магния, важные для ее стабильности. В итоге структура мембраны нарушается, в ней образуются поры, пептиды проникают внутрь клетки и могут связаться с молекулами ДНК и РНК, что вкупе приводит к гибели бактериальной клетки.
Дефензины имеют большой практический потенциал: их можно использовать в пищевой промышленности (любители всего натурального оценят), а также в дополнение или вместо антибиотиков. Вот еще одна причина для защиты пингвинов от вымирания (помимо важности для биоразнообразия и миловидности). Кто знает, какие еще открытия принесет изучение этих удивительных животных.
Юлия Михневич, Элементы.