Биофлуоресценция помогает сенокосцам распознавать сородичей в темноте
Исследование предполагает, что этот механизм важен для избегания межвидового скрещивания у симпатрических видов.
Международная группа учёных впервые представила убедительные доказательства того, что биофлуоресценция у животных может служить механизмом для распознавания особей своего вида. Объектом исследования стали тропические сенокосцы из семейства Cosmetidae, обитающие в амазонских дождевых лесах Перу.
Пять изученных видов ведут сумеречный и ночной образ жизни и обитают совместно на одной территории. Их наиболее заметным отличительным признаком является светлая структура на спинном щите, так называемый эулеус. Его форма постоянна внутри одного вида, но кардинально различается у разных видов.
Под ультрафиолетовым светом эта структура демонстрирует интенсивную флуоресценцию в сине‑зелёном спектре.
Устройство природного «световозвращателя»
Анализ показал, что флуоресцирует сама кутикула эулеуса. Ключевую роль в усилении сигнала играет слой, лежащий непосредственно под ней, состоящий из множества параллельных кристаллов гуанина.
Этот слой действует как идеальный отражатель. Он возвращает назад как падающий ультрафиолетовый свет, так и уже испущенное флуоресцентное свечение, делая его ярче для потенциального наблюдателя.
Свет луны как источник «подсветки»
Поскольку сенокосцы активны в сумерках и ночью, основным источником света для запуска флуоресценции является лунный свет. Спектр луны богат сине‑фиолетовой и УФ‑составляющей, особенно в условиях тропиков.
Проведённая спектроскопия подтвердила, что флуоресценция эулеуса эффективно возбуждается именно в том диапазоне, который обеспечивается лунным освещением. Флуоресценция значительно усиливает контрастность уже существующего светлого узора на тёмном фоне.
Пять видов сенокосцев-косметид (Пангуана) с флуоресценцией щита:
(a–b) Vononana adrik: свет/УФ;
(c–d) спаривание Taitoinae sp. 2: свет/УФ;
(e–f) Taito friedrichi: свет/УФ;
(g–h) Cosmetidae sp. 4 и sp. 5: свет.
Могут ли сенокосцы видеть эти сигналы?
Исследователи изучили строение глаз одного из видов — Vononana adrik. У сенокосцев всего два глаза, расположенных на центральном бугорке, что обеспечивает почти панорамный обзор.
Анализ показал наличие всех необходимых для зрения структур: хрусталиков, клеток‑фоторецепторов, пигментных клеток и зрительного нерва. Была обнаружена отражающая кристаллическая пластинка (тапетум) позади сетчатки, которая повышает светочувствительность в темноте.
Моделирование показало, что на близкой дистанции сенокосцы, вероятно, способны различать общие очертания и яркость флуоресцентных узоров.
Эволюционный смысл «световой подписи»
Исследователи выдвигают гипотезу, что стабильный видоспецифичный узор, усиленный флуоресценцией, служит визуальным опознавательным знаком. Это критически важно для симпатрических видов, чтобы находить партнёров для спаривания именно своего вида.
Учёные отмечают, что их исследование выполняет большинство критериев, свидетельствующих в пользу коммуникационной функции флуоресценции. Не хватает лишь прямых поведенческих экспериментов.
Открытие добавляет новый весомый аргумент в дискуссию о роли биофлуоресценции в животном мире, демонстрируя её возможную функцию как инструмента для поддержания видовых границ в условиях ограниченной видимости.