Флуоресценция оказалась широко распространена среди млекопитающих

Австралийские зоологи выяснили, что флуоресценция широко распространена среди млекопитающих. Исследователи освещали ультрафиолетовой лампой музейные экземпляры 125 видов млекопитающих из 79 семейств и 27 отрядов — и все они в той или иной степени флуоресцировали в ответ. Например, у 107 видов шерсть под воздействием ультрафиолета сияла белым, желтым, оранжевым, синим или розовым. Кроме того, у многих млекопитающих флуоресцировали кожа и когти, а зубы — у всех 125. Как отмечается в статье для журнала Royal Society Open Science, судя по всему, большинство млекопитающих обладают флуоресцирующими покровами. Однако остается неясным, имеет ли эта особенность какое-либо приспособительное значение или является побочным эффектом структуры или химического состава шерсти и кожи.

Несколько лет назад зоологи заметили, что мех североамериканских белок-летяг (Glaucomys) испускает розовое сияние, если посветить на него в темноте ультрафиолетовым фонариком. В основе этого явления лежит флуоресценция — поглощение света с определенной длиной волны и его излучение на большей длине волны, но с меньшей энергией. Хотя летяги не были первыми флуоресцирующими млекопитающими, известными науке, это открытие побудило специалистов активнее искать других представителей этого класса, способных светиться под воздействием ультрафиолета. В результате флуоресценцию удалось обнаружить у целого ряда видов, от утконосов (Ornithorhynchus anatinus) и некоторых сумчатых до грызунов, таких как долгоноги (Pedetes) и садовые сони (Eliomys quercinus).

Команда зоологов под руководством Кенни Травуйона (Kenny J. Travouillon) из Университета Кэртина решила разобраться, насколько широко флуоресценция распространена среди млекопитающих. На первом этапе работы исследователи проверили, действительно ли свечение меха этих животных под ультрафиолетовым излучением объясняется флуоресценцией, а не простым рассеянием света. Для этого они взяли из нескольких австралийских музеев экземпляры утконоса, австралийской ехидны (Tachyglossus aculeatus), пяти видов сумчатых и домашней кошки (Felis catus) и сфотографировали их при свете ультрафиолетовой лампы с длиной волны 350 нанометров.

Оказалось, что у всех изученных видов шерсть, иглы или кожа в той или иной степени флуоресцируют. Особенно ярко светились участки покровов, окрашенные в светлые тона, например брюшко коалы (Phascolarctos cinereus) и белые полосы на груди и спине тасманийского дьявола (Sarcophilus harrisii). При этом сравнение спектров света, излучаемого млекопитающими из выборки, не выявило сдвига пиков при переключении длины волны ультрафиолетовой лампы с 350 до 325 и 300 нанометров. Это свидетельствует, что покровы животных действительно флуоресцируют, а не рассеивают падающий на них свет. Исследователи также обнаружили, что для некоторых видов интенсивность флуоресценции зависит от степени и способа обработки экземпляра. Например, замороженные тушки утконосов светятся слабее, чем сохраненные с помощью мышьяка или тетрабората натрия (который сам флуоресцирует), а в случае коал и ехидн замороженные тушки, наоборот, светятся ярче других образцов. Тем не менее, авторы не нашли указаний на то, что флуоресценция какого-либо вида из выборки объясняется исключительно обработкой музейных экземпляров.

Убедившись, что однопроходные, сумчатые и плацентарные действительно флуоресцируют, Травуйон и соавторы проанализировали 146 экземпляров млекопитающих из Музея Западной Австралии, принадлежащих к 125 видам из 79 семейств и 27 отрядов. Оказалось, что внешние покровы большинства из них светятся под ультрафиолетовым излучением, испуская белое, желтое, оранжевое, синее и розовое сияние. У 107 видов флуоресцировал мех, в основном белый или светлый, причем наиболее интенсивной флуоресценция была у валлаби (Notamacropus sp.) с альбинизмом, южного сумчатого крота (Notoryctes typhlops) и белого медведя (Ursus maritimus). У 47 видов под воздействием ультрафиолета светилась голая кожа на ушных раковинах, вокруг глаз и рта, внутри сумки или на ногах, а у 68 видов — когти. Зубы флуоресцировали у всех млекопитающих из выборки, причем у длиннорылого продельфина (Stenella longirostris) они оказались единственной флуоресцирующей частью тела.

Предполагается, что среди ночных млекопитающих флуоресценция распространена шире, чем среди дневных. Анализ, проведенный Травуйоном и его коллегами, подтвердил эту идею. Тем не менее, исследователи выявили флуоресценцию у 52 дневных видов млекопитающих, включая белого медведя и горную зебру (Equus zebra) (хотя в среднем у дневных видов она была характерна для меньшего числа участков на теле). Кроме того, среди древесных, наземных и подземных видов млекопитающих с флуоресцирующим мехом или кожей оказалось больше, чем среди водных и летающих.

Результаты исследования подтверждают, что флуоресценция широко распространена среди млекопитающих. Однако остается неясным, играет ли она какую-либо роль в их жизни или является всего лишь побочным эффектом. По мнению авторов, представители древесных и наземных ночных видов могут использовать флуоресценцию для внутривидовой и межвидовой визуальной коммуникации. Тем не менее, следует отметить, что по ночам поверхности земли достигает намного меньше ультрафиолета, чем днем, так что неясно, достаточно ли его для флуоресценции. С другой стороны, подземные млекопитающие точно не используют флуоресценцию для общения, поскольку они живут в темноте и плохо видят или вовсе слепы. Вероятно, у них свечение меха под воздействием ультрафиолета является побочным эффектом ослабления пигментации или увеличения доли структурного кератина, который служит защитой от абразивных частиц почвы, в мехе. Роль флуоресценции в жизни утконосов и летучих мышей, скорее всего, также невелика или отсутствует.

Ранее зоологи выяснили, что флуоресценция характерна для подавляющего большинства амфибий. Как правило, они светятся желтым или зеленым, если посветить на них синим или ультрафиолетовым фонариком. Вероятно, способность флуоресцировать возникла уже у общего предка всех современных амфибий.