За последние 20 лет область исследований окраски животных пережила взрывной рост благодаря многочисленным технологическим достижениям, и теперь она стоит на пороге новой эры.
К такому выводу пришли 27 исследователей, в том числе биолог-эволюционист Мичиганского университета Элизабет Тиббетс, в обзорной статье, опубликованной в журнале Science 3 августа.
В число авторов обширного и всестороннего обзора входят поведенческие экологи, психологи, оптические физики, визуальные физиологи, генетики, антропологи и эволюционные биологи. В «Биологии цвета» они рассматривают недавний прогресс в этой области и ставят некоторые ключевые вопросы на будущее.
Окраска является жизненно важной биологической чертой, поскольку она связана с индивидуальным выживанием и размножением посредством камуфляжа, предупредительной окраски, выбора партнера, социальных сигналов, предотвращения паразитизма и терморегуляции. Недавние технологические достижения, влияющие на эту область, включают спектрофотометрию, цифровую визуализацию, инновационные лабораторные и полевые исследования, а также крупномасштабный сравнительный анализ.
Исследователи теперь признают, что другие организмы видят мир иначе, чем люди. Они понимают механизмы, лежащие в основе производства цвета, и исследования функций продвинулись вперед благодаря элегантным полевым и лабораторным экспериментам. Межвидовые цветовые измерения, собранные в географическом масштабе, даже проливают свет на динамику эволюционных процессов.
Теперь мы можем задавать вопросы об эволюции камуфляжа, основываясь на том, что может видеть основной хищник. Мы можем начать понимать, что генные изменения, лежащие в основе образования цвета, происходили параллельно у неродственных видов», - сказал Тим Каро из Калифорнийского университета в Дэвисе и соответствующий автор статьи в журнале Science. Окраска готова внести свой вклад в медицину, безопасность, одежду и армию».
Тиббетс U-M начала изучать окраску животных в аспирантуре, когда заметила, что бумажные осы имеют красочные лицевые узоры. В конце концов она обнаружила, что одна оса, Polistes fuscatus, имеет вариативный рисунок лица, который используется для индивидуального распознавания. Эти осы изучают и запоминают уникальные лица друг друга, подобно тому, как люди используют лица для индивидуального распознавания.
Другая оса, Polistes dominula, имеет лицевые узоры, которые передают информацию о боевых способностях. Когда две осы встречаются, они оценивают друг друга без боя, используя черные точки на морде соперника. Это животная версия рекламы вашего боевого мастерства с помощью цвета пояса карате.
«Окраска - ключевой биологический признак», - сказал Тиббетс. «За эти годы я многое узнал об эволюции обмана, сотрудничества, сенсорных систем и познания, изучая окраску бумажных ос».
В обзорной статье журнала Science рассказывается о работе другого биолога-эволюциониста Университета штата Массачусетс, Элисон Дэвис Рабоски, и ее недавнем исследовании коралловых змей с яркими полосами, а иногда и смертоносных, а также безвредных видов змей, имитирующих их.
Было идентифицировано более 150 видов имитаторов коралловых змей, каждый из которых имеет отличительные красно-черные полосы своего ядовитого аналога. Дэвис Рабоски объединил географические, филогенетические, экологические данные и данные об окраске в интегрированном пространственно-временном анализе, согласно статье в обзоре Science.
Исследование коралловых змей, проведенное Дэвисом Рабоски в 2016 году в Nature Communications, продемонстрировало, что имитаторы коралловых змей действительно возникли после эволюции коралловых змей, и предоставило географические данные, указывающие на то, где это произошло.
Биологи уже более века используют исследования окраски для понимания эволюционных процессов, говорится в статье журнала Science Review. Но только недавно исследователи из разных дисциплин с общими интересами собрались вместе, чтобы изучить механизмы производства и восприятия цвета, тонкости функционирования и закономерности эволюции..
«Мы стоим на пороге новой эры науки о цвете, и междисциплинарный характер этого совместного предприятия сулит огромные перспективы», - заключают авторы..