Птичьи перья, или оперение, являются одними из наиболее поразительно изменчивых характеристик животных, которые можно наблюдать невооруженным глазом. Узоры, которые мы видим на перьях птиц, состоят из сложных комбинаций пятен, чешуек, полос и пятен. Но как создаются эти цвета и узоры?
Мы уже знаем, почему у птиц цветные перья. Для многих птиц окраска оперения может сделать их менее заметными для хищников, помогая им слиться с окружающей средой, или сделать их более привлекательными для потенциальных партнеров, помогая им выделиться среди своих сверстников. Эти аспекты хорошо известны. Еще большей загадкой было то, как узоры создаются на клеточном уровне.
Доктор. Исмаэль Гальван и его команда опытных исследователей изучили окраску оперения, чтобы увидеть, какие типы пигментов присутствуют в сложных рисунках перьев птиц. Окраска оперения в основном происходит благодаря двум типам пигментов: меланинам, которые производят ряд черных, серых, коричневых и оранжевых цветов, и каротиноидам, которые используются специализированными структурами перьев для создания более ярких цветовых оттенков.
Птицы не могут производить каротиноиды самостоятельно. Чтобы перья были яркими, птицы должны потреблять продукты, содержащие эти пигменты, а каротиноиды циркулируют через кровоток и попадают в перьевые фолликулы. Организм птиц не имеет прямого клеточного контроля над синтезом и отложением каротиноидов; они также не контролируют специализированные структуры пера, которые реагируют на потребляемые каротиноиды с помощью механизма, не регулируемого специализированными клетками.
Меланины, с другой стороны (или, если это должно быть «на другом крыле»), синтезируются в телах птиц в специальных клетках, называемых «меланоцитами», которые работают вместе с перьевыми фолликулами для достижения тонкой контроль пигментации. Хотя исследования часто сосредотачиваются на каротиноидах в окраске птиц, доктор Гальван и группа первыми проверили, действительно ли меланины являются единственным пигментным элементом, который тела птиц непосредственно контролируют на клеточном уровне.
Гальван говорит: «Зная заранее, что разные пигменты и структуры обуславливают разные цвета перьев, мы изучили внешний вид оперения всех видов современных птиц и определили, вызваны ли содержащиеся в них цветовые пятна меланином. или другими пигментными элементами Мы также выделили те рисунки оперения, которые можно считать сложными, определив их как образованные сочетаниями двух или более различимых цветов, которые непрерывно повторяются в оперении более двух раз.«Это исследование было очень масштабным, в нем было изучено около 9 000 видов птиц с целью подтверждения общего вывода для всех птиц, чтобы, наконец, ответить на вопрос о том, как у птиц развиваются красочные и детализированные узоры.
Команда обнаружила, что около 32% изученных видов имеют сложные узоры оперения, причем подавляющее большинство этих сложных узоров производится меланинами, а не каротиноидами. Метафорически, если бы птицы были художниками, они использовали бы каротиноиды в качестве широкой кисти для создания цветовых пятен, а меланины - в качестве детализированной кисти для создания более сложных рисунков.
Некоторые птицы являются исключениями из этого правила: три семейства птиц имеют сложный рисунок оперения без меланина. Фруктовые голуби, котинги и один вид аистов имеют необычные цвета, которые, по-видимому, производятся их телами, производящими метаболические модификации каротиноидных пигментов, которые они потребляют.
Подробнее об этом исследовании читайте в статье Исмаэля Гальвана, Хорхе Гарсиа-Кампы и Хуана Хосе Негро «Сложные узоры оперения могут быть получены только при участии меланинов», опубликованной в журнале Physiological and Biochemical Zoology, сентябрь/октябрь. 2017.