Еволюція кольору та сприйняття

Оптичні механізми для зору вперше було розроблено близько 540 мільйонів років тому, у період, що називається «кембрійський вибух». Раптом — менш ніж за один мільйон років, короткий період з точки зору еволюції — і без всякої видимої причини почало бурхливо розвиватися життя. Істоти набули жорстких частин тіла, снаряди і шипів різних форм та кольорів. Здатність сприймати і візуально розрізняти навколишні явища стала домінуючою силою еволюції. Зір став перевагою у виживанні як для хижаків, так і для їхніх жертв. Поживу легше було знайти, можна було впізнати хижаків і розпізнати родичів. Деякі види набували яскравого забарвлення із заплутаними малюнками, щоб зливатись із навколишнім середовищем, щоб демонструвати силу та здатність захистити себе або справити враження на представників свого виду.

Нащадки кембрію — птахи, ссавці, рептилії, риби, молюски і дивні райдужні жуки — всі знайшли власний спосіб бачити, а також власний спосіб набувати кольору. Жаби із отруйними шипами використовують помітний колір, щоб повідомити хижакам, що з’їсти їх — не найкраща ідея. Отруйні коралові змії мають забарвлені в яскравий колір кільця, щоб повідомити, що з ними краще не мати справу. Біла молочна змія, яка не є отруйною і яку цілком безпечно можна з’їсти, отримає вигоди від репутації коралової змії, просто скопіювавши її забарвлення. Каракатиця змінює забарвлення протягом тисячних часток секунди, щоб відповідати кольору фону. Хамелеон, замаскований смугами та плямами, може підкрастися до своєї здобичі непоміченим.

Доктор Хопі Хоекстра, доцент кафедри природничих наук у Гарвардському університеті, досліджує діючі генетичні механізми на прикладі миші, що пристосовується до навколишнього середовища, забарвлюючись у пісочний колір, живучи на узбережжі, і в темний, якщо живе у глибині суходолу. Риба- папуга у змозі змінитися з однієї статі на іншу. Самки у групі мають набагато менш яскраве забарвлення, ніж домінуючий самець. Якщо самця риби з’їдено, домінуюча самка змінює свою стать — і набуває яскравих кольорів самця. Папуги, птахи бачать в ультрафіолетовому світлі. Вони виглядають яскравими один для одного, навіть коли ми бачимо тільки однобарвне пір’я.

Пігменти — це хімічні речовини, що виробляються живими організмами і виглядають як кольори, тому що вони вибірково поглинають і відбивають хвилі світла певної довжини. Пігменти ніколи не можуть нічого додати, а можуть лише відняти від довжини хвилі з джерела світла. Жаба зелена не тому, що вона має зелений пігмент, а тому що вона відбиває синє світло від жовтого пігменту. Біле хутро білого ведмедя чи зимове пальто песця є насправді незабарвленим. їхнє хутро не має ні пігментів для поглинання, ні структури, щоб відображати хвилі певної довжини. Отже, воно відбиває весь спектр, від чого тварини здаються білими.

Жук (лат. Cyphochilus) та інші жуки мають дуже незвичний яскраво-білий панцир. Цей вид жука розвиває чудову білизну в розмірах, що становлять лише п’ять мікрометрів, у десять разів тонших за людську волосину. Хаотична структура поверхні в таких масштабах одночасно поглинає і розсіює кожен колір. Промислові покриття мінерального походження, які використовуються для отримання високоякісного паперу, пластику та деяких фарб, повинні бути в два рази товщими, щоб бути білими. Згідно з мірилом білизни та яскравості жуки біліші та яскравіші, ніж молоко чи людський зуб, обидва з яких є значно товщими.

Багато тварин набувають свого забарвлення завдяки засвоєним пігментам. Інші набувають пігментів завдяки їжі і проявляють їх через свою шкіру. Наприклад, яскраво-червоний ібіс завдячує своїм забарвленням крабам та креветкам із свого раціону, які, в свою чергу, споживають червоні водорості. Уявіть, якби люди могли генерувати кольори просто з того, що їдять! Майже всі сині відтінки, які ми бачимо у тваринному світі, в тому числі кольори синьої бабки (лат. Enallagma Civile), утворені не за допомогою блакитного пігменту, а за допомогою синього світла, відбитого від крихітних утворень в тканинах, що розсіюють світло і часто підсилюють його. Деякі види виробляють колір не завдяки пігментації, а за допомогою мікроутворень у хутрі, пір’ї, чашечках, пелюстках або інших частинах, які відбивають лише хвилі світла певної довжини. Часто у тварин будівельним матеріалом є кератин.

Райські птахи та колібрі мають пір’я, яке вражає своїми переливами, їхній металевий відблиск — це, мабуть, найдивовижніший колір з усіх можливих. Кольорові ефекти єгипетського скарабея та жука з тропічних лісів ювелірно копіювалися протягом тисяч років, але їх ніколи штучно не відтворювали у промисловому масштабі. Деякі орхідеї покращують свою візуальну привабливість, поєднуючи золотий і срібний кольори та залишаючи інтервали між ними, плями цих кольорів на хімічно забарвлених пелюстках. Схожий ефект помічено в африканському ультрафіолеті. Після мільйонів років боротьби та помилок багато організмів вдосконалили свої методи покращувати привабливість, використовуючи ефекти металічних кольорів. Без жодного металу. Структури, що лежать в основі цих забарвлень, дуже різняться одна від одної, залежно від біологічного виду. Ще одного власника виняткового кольору — морську мишу (лат. Polychaeta aphroditidae), розпізнав та описав Ендрю Паркер. Тіло цієї морської тварини покриває райдужне хутро, що має ефект чистої краси.

Посилання на основну публікацію