Долгоногов уличили в биофлуоресценции

Капские долгоноги (Pedetes capensis) светятся красным под ультрафиолетовой лампой.

Erik R. Olson et al. / Scientific Reports, 2021

Долгоноги, крупные африканские грызуны, напоминающие гигантских тушканчиков, под ультрафиолетовым излучением светятся красным и оранжевым. К такому выводу пришли американские исследователи, осветив УФ-лампой музейные экземпляры двух видов долгоногов, а также несколько живых особей из зоопарка. Ранее среди млекопитающих биофлуоресценцию отмечали у опоссумов, утконосов и летяг. Впрочем, как отмечают авторы в статье для журнала Scientific Reports, пока неясно, для чего долгоногам нужна эта необычная способность. Возможно, она служит для защиты от хищников, которые видят в ультрафиолетовом спектре.

Некоторые виды животных обладают способностью к биофлуоресценции: их ткани поглощают свет с определенной длиной волны и излучают его на большей длине волны, но с меньшей энергией. Чаще всего это проявляется в свечении под ультрафиолетом (хотя, например, морские черепахи флуоресцируют в ответ на лучи видимого спектра). Биофлуоресценция характерна для многих беспозвоночных, всех амфибий, а также некоторых рептилий и птиц. А относительно недавно стало известно о светящихся в ультрафиолете млекопитающих.

Первыми представителями этого класса, для которых была описана биофлуоресценция, стали опоссумы (Didelphidae), распространенные в Северной и Южной Америке. Затем к ним присоединились североамериканские летяги (Glaucomys) и утконосы (Ornithorhynchus anatinus). Для чего этим зверям необходима способность светиться в ультрафиолете, пока неясно: возможно, биофлуоресценция помогает им общаться с сородичами или каким-то образом защищаться от хищников, однако она также может быть побочным эффектом других адаптаций и не иметь приспособительной роли.

Команда специалистов во главе с Эриком Ольсоном (Erik R. Olson) из Нортленд-колледжа (именно эта группа несколько лет назад обнаружила, что летяги светятся под ультрафиолетом) решила проверить, способны ли к биофлуоресценции капские долгоноги (Pedetes) — крупные африканские грызуны, которые напоминают гигантских тушканчиков и ведут ночной образ жизни. Для этого исследователи проанализировали четырнадцать музейных экземпляров, относящихся к обоим ныне живущим видам долгоногов (капскому P. capensis и восточноафриканскому P. surdaster) и происходящих из четырех стран Африки. Кроме того, в анализ включили капских долгоногов из американских зоопарков: пять живых и одного умершего по естественным причинам.

Осветив долгоногов ультрафиолетовой лампой с длиной волны 395 нанометров, зоологи обнаружили, что шерсть грызунов сияет красным или оранжевым с пиками биофлуоресценции на 500 и 650 нанометрах (при видимом освещении долгоноги серовато-коричневые; интересно, что летяги под УФ-лампой испускают розоватое свечение). Биофлуоресцировали все исследованные экземпляры, однако интенсивность свечения отличалась от особи к особи, в частности, старые музейные экземпляры были тусклее. При этом разницы по этому признаку между самцами и самками обнаружить не удалось. Интересно, что светящиеся участки были неравномерно распределены по телу: на спинной стороне сильнее всего сияли голова и район вокруг хвоста, а на брюшной — внутренние поверхности бедер и хвоста.

Анализ отдельных волосков методом хроматографии показал наличие соединений из группы порфиринов: уропорфирина I, уропорфирина III, гептакарбоксилпорфирина, гексакарбоксилпорфирина и копропорфирина I. Ранее биофлуоресценция на основе порфиринов была отмечена у многих морских беспозвоночных и некоторых птиц. Учитывая, что по крайней мере уропорфирины и копропорфирин флуоресцируют с длиной волны от 570 до 720 нанометров при различных условиях, они могут лежать в основе свечения долгоногов под ультрафиолетом.

По словам авторов, долгоноги стали первыми плацентарными млекопитающими из Восточного полушария, для которых была доказана способность к биофлуоресценции. Хотя выборка исследования невелика, в нее включены как экземпляры из зоопарков, так и дикие из разных африканских стран. Это позволяет утверждать, что светиться в ультрафиолете могут все долгоноги.

О предназначении биофлуоресценции долгоногов пока можно только догадываться. Ольсон и его коллеги высказывают предположение, что она может маскировать грызунов от хищников, способных видеть в ультрафиолетовом спектре. Долгоноги кормятся по ночам на участках со скудной растительностью и держатся поодиночке, что делает их уязвимыми перед врагами. Возможно, неоднородные флуоресцентные пятна на шкуре делают их менее заметными.

Интересно, что, долгоног, как и другие известные биофлуоресцирующие млекопитающие, ведет ночной образ жизни. Это указывает, что данное свойство может иметь особенное значение для видов, активных в темное время суток. Кроме того, открытие указывает, что биофлуоресценция распространена среди млекопитающих намного шире, чем считалось ранее.

Необычное применение биофлуоресценции нашли тихоходки из рода Paramacrobiotus. Как выяснили индийские исследователи, эти беспозвоночные защищаются от ультрафиолетового излучения, преобразовывая его во флуоресцентное свечение синего цвета. В эксперименте это позволило им пережить воздействие стерилизующей лампы, смертельное не только для бактерий и червей, но и для других видов тихоходок.

Сергей Коленов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.