Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Палеонтологи разглядели цвета мезозойских насекомых из янтаря

Chenyang Cai et al. / Proceedings of the Royal Society B, 2020

Китайские палеонтологи выяснили, что структурный цвет насекомых из мезозоя можно увидеть и сейчас, сообщается в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. На примере хорошо сохранившихся в бирманском янтаре ос, мух и жуков они показали, что наноструктуры на поверхности их тел, обеспечивающие характерный отблеск, сохраняются миллионы лет. Максимум спектра отражения у них лежит в районе 514 нанометров, и это означает, что насекомые из янтаря были сине-зелеными. Вероятно, такая окраска служила им камуфляжем.

В живой природе три основных источника цветов: пигменты (красящие вещества вроде пурпура), биолюминесценция (часто обеспечивается работой особых белков-ферментов) и наноструктуры (от разных по свойствам поверхностей свет отражается неодинаково). Из них наиболее стойкие — последние. В их случае окраска организма определяется не химией, а физикой материалов. Структурные цвета чаще всего еще и ярче остальных: именно их мы видим на «хвостах» павлинов, крыльях бабочек, надкрыльях бронзовок, коже хамелеонов и многом другом.

Окраска играет важную роль в жизни организмов: она позволяет отличить чужих от своих, передать какой-либо сигнал, прикинуться представителем другого вида или пола, слиться с окружающими предметами, и многое другое. Поэтому знание о том, какого цвета было вымершее животное, способствует пониманию его поведения и экологии. Восстановить окраску организма, если не сохранились его покровы тела, почти невозможно, поэтому более-менее точно она известна лишь для мумий млекопитающих (например, пещерных львят) и тех, кто сохранился в янтаре.

Много янтаря добывают в Мьянме (хотя не весь он получен абсолютно законным путем и в мирных целях, нельзя не признать, что он служит богатейшим источником палеонтологического материала). Оттуда происходят и насекомые, чьи структурные цвета анализировали китайские палеонтологи во главе с Диином Хуаном (Diying Huang) из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук. Они использовали 35 беспозвоночных из бирманского янтаря, которому около 99 миллионов лет (сеноманский ярус, верхний мел).

Фрагменты янтаря с насекомыми (осами, мухами и жуками) в них отшлифовали так, чтобы подобраться к телам животных как можно ближе, но при этом не повредить их. Поверхности тела этих насекомых сфотографировали обычным зеркальным фотоаппаратом. Однако двум осам специально срезали часть кутикулы (покровов тела), чтобы исследовать структуру ее поверхности. Срезы кутикулы толщиной 70 нанометров изучили при помощи трансмиссионной электронной, а также сканирующей электронной микроскопии.

Почти у каждого насекомого из янтаря обнаружили яркие покровы всего тела или хотя бы отдельных его частей. Цвета обеспечивались не пигментами, а структурой кутикулы. Ряд ос сохранил сине-зеленую металлическую окраску, которая присутствует и у их современных родственниц.

На поверхности кутикулы насекомых (эпикутикула) нашли множество слоев отражателей наноразмеров. Судя по всему, их структура осталась такой же, как при жизни их обладателей, поскольку обычно кутикула не пропитывается смолой, из которой получается янтарь. Для этих наноотражателей построили теоретический спектр отражения света и получили, что его максимум лежит в районе 514 нанометров при условии, что свет падает на кутикулу точно сверху, не под углом (θ = 0°). Это соответствует сине-зеленому цвету, который заметен у образцов из янтаря и сейчас. Авторы предполагают, что такая окраска помогала маскировке.

Цвет покровов ископаемых животных с течением времени может измениться, но в случае насекомых из бирманского янтаря, которых исследовали в статье, он, по всей видимости, сохранился таким же или почти таким же, как и был 99 миллионов лет назад. Во всяком случае, заметных повреждений наноотражателей на эпикутикуле ос найти не удалось. Однако серебристо-металлический отлив мог быть обусловлен пузырьками воздуха, которые скопились на поверхности тела насекомого при его погружении в янтарь — то есть вероятно, что у некоторых живых особей его не было.

Недавно мы писали о свойствах одной структуры других членистоногих — коготков пауков. Оказалось, что по износостойкости они сравнимы с перламутром благодаря тому, что ионы кальция и марганца в них сшивают белки кутикулы.

Светлана Ястребова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.