Замазанные глаза не мешают гусеницам сменить окрас

Обновлено: 18.09.2024

Способность мимикрировать под среду, даже не видя ее глазами, есть у некоторых рептилий, рыб и моллюсков. У членистоногих она изучена плохо, но известно, что те хоть и медленно, за несколько часов, но все-таки могут изменить свой окрас на другой, более подходящий обстановке. Исследователи из Германии и Великобритании изучили, как эта способность проявляется у гусениц березовой пяденицы (Biston betularia). Эта бабочка известна тем, что на ее примере до сих пор объясняют действие естественного отбора. Бабочки, которые до промышленной эволюции были в основном белыми, почернели после того, как на стволах деревьев стала оседать сажа.

Ученые вырастили 321 гусеницу и разделили их на две группы. Одним глаза замазывали черной акриловой краской, чтобы они ничего не видели, другим же не делали ничего. Гусениц выращивали в пластиковых контейнерах, в которых была еда (ивовые листья) и палочки, причем в каждом они были окрашены строго в один цвет: черный, белый, зеленый и коричневый.

Ученые обнаружили, что гусеницы пытались слиться с окружающей средой, меняя свой бледно-коричневый окрас в соответствии с цветом палочек в их контейнерах. При этом и «слепые», и зрячие гусеницы перекрашивались одинаково хорошо. Чтобы проверить качество камуфляжа, ученые оценили, как мимикрировавших гусениц из обеих групп видела бы синица-лазоревка, их основной враг. Результаты подтвердили, что птичий глаз, скорее всего, не различил бы слепую гусеницу, которая стала зеленой, черной, белой или коричневой, от зрячей тех же цветов.

Далее ученые провели с уже перекрасившимися гусеницами другой опыт. Они посадили насекомых в контейнеры, в которых крест-накрест были размещены по две палочки разных цветов. Личинок оставляли на 12 часов в покое, а затем смотрели, куда они уползли. Оказалось, что во всех случаях гусеницы предпочли подходящую им по цвету палочку.

Чтобы понять, каким образом даже ослепленные гусеницы настолько хорошо чувствуют цвет, исследователи изучили гены в наружных покровах гусениц и нашли среди них гены опсинов — белков, которые преобразуют свет в электрохимический сигнал и необходимы для зрения. Гены опсинов экспрессировались во всех сегментах тела гусениц, по всей его поверхности.

Ученые считают, что способность мимикрировать, улавливая цвет среды всем телом, а не только глазами, может повышать шансы гусениц выжить. Личинки пяденицы, которые окрашивались бы только в цвет того, что находится прямо перед их глазами, были бы гораздо заметнее для своих врагов — птиц.

Для цветовой мимикрии под окружающую среду гусеницы березовой пяденицы (Biston betularia) используют фоторецепцию вне собственной зрительной системы: притворяться веточками разных цветов они могут и с «завязанными» глазами. Это выяснили европейские ученые, которые оценили способность гусениц менять цвет с замазанными черной краской оцеллиями (простыми глазкáми): мимикрия удалась им так же просто, как и при доступных зрительных подсказках. В статье, опубликованной в Nature Communications Biology, авторы пишут, что это первое доказательство использования фоторецепции вне зрительной системы для мимикрии среди членистоногих.

Безопасность животного во многом обеспечивает его умение прятаться. Выстраивается оно в ходе основного эволюционного процесса — естественного отбора: выживают наиболее эффективные в маскировке организмы. При этом для некоторых видов также важна способность быстро адаптироваться к изменчивости собственной среды обитания: классический пример — это заяц-беляк, шерсть которого светлеет при осенне-зимней линьке, что позволяет ему эффективно скрываться от хищников в снегах.

Яркий пример цветового камуфляжа среди членистоногих — бабочка березовая пяденица. Полиморфизм в окрасе тела у особей этого вида зависит от окраса деревьев в их среде обитания: обычно они белые в мелкую черную крапинку — под цвет деревьев и лишайников, на которых они обычно обитают. Часто встречаются и пяденицы более темного окраса — в тех случаях, когда деревья в их месте обитания темнее. Интереснее, однако, их способность к мимикрии на стадии гусеницы: в отличие от стабильной адаптации окраса на стадии бабочки, гусеницы березовой пяденицы умеют динамично менять свой окрас в зависимости от цвета окружающей среды, эффективно притворяясь веточками деревьев. До сих пор, однако, неизвестно, как именно гусеницы этого вида выбирают необходимый им для камуфляжа цвет: с помощью зрительных подсказок или же фоторецепторов, находящихся вне их глазков, на теле.

Разобраться в этом решили биологи под руководством Илика Саккери (Ilik Saccheri) из Ливерпульского университета. Для исследования они отобрали 321 гусеницу березовой пяденицы: оцеллии (простые глазки членистоногих с одной линзой) части из них закрасили черной акриловой краской, обеспечивая полную зрительную слепоту. Каждую гусеницу посадили на деревянную палочку, окрашенную белой, черной, зеленой или коричневой краской.

Читайте также: