Учёные выяснили, как птицы и динозавры эволюционировали для создания красочного сияния

Иридесценция (переливчатая окраска) — причина одних из самых эффектных визуальных демонстраций в животном мире. Исследование перьев почти 100 видов современных птиц позволило получить новые данные об эволюции этого цветового разнообразия.

Иридесценция — это явление, при котором цвет меняется в зависимости от угла обзора. Птицы создают эту изменчивую окраску в перьях с помощью наноразмерных массивов органелл, заполненных меланином (меланосомами), слои которых чередуются с кератином. При такой структурной окраске форма меланосом вместе с толщиной кератиновых слоёв определяет итоговый цвет.

Хотя морфология меланосом ранее использовалась для предсказания окраски ископаемых животных, её вариативность в переливчатых перьях не анализировалась в таком масштабе до этого исследования.

Как сообщается в журнале Evolution, команда исследователей из Бристольского университета использовала сканирующую электронную микроскопию для количественного анализа меланосом, выделенных из перьев 97 видов современных птиц с иридесцентным оперением из коллекций Зоологического музея Копенгагена.

Исследование показало, что иридесцентные перья содержат наиболее разнообразные морфологии меланосом среди всех типов птичьей окраски, изученных на сегодня. В отличие от чёрных, серых и коричневых перьев, которые всегда содержат сплошные меланосомы, переливчатые перья могут содержать меланосомы, которые являются полыми и/или уплощёнными.

«Мы обнаружили, что меланосомы в современных иридесцентных перьях более разнообразны по форме, чем те, что содержатся в серых, чёрных и коричневых перьях вместе взятых», — сказала ведущий автор Клара Норден, проводившая исследование во время обучения в Школе наук о Земле Бристоля. «Уже известно, что структурная окраска ответственна за 70% цветовой изменчивости у птиц. Эти два факта могут быть связаны — птицы эволюционировали разнообразные формы меланосом для достижения ещё большего разнообразия цветов».

Для проверки новой модели использовались идеальные ископаемые образцы, собранные соавтором работы доктором Якобом Винтером: Scaniacypselus (родственник современных колибри) и Primotrogon (предок современных трогонов). Их современные родственники обладают иридесценцией и имеют плоские и полые меланосомы.

Интересно, что модель предсказала, что Primotrogon, вероятно, тоже был переливчатым, но использовал для этого сплошные, а не полые меланосомы, в отличие от современных потомков.

«Это демонстрирует, что у нас теперь есть инструменты, чтобы проследить эволюцию иридесценции в ископаемых линиях, — сказала Клара Норден. — Это открывает двери для многих новых открытий ослепительного внешнего вида у ископаемых птиц и других динозавров».

Дальнейшие исследования могут быть направлены на изучение причин, по которым птицы используют такое разнообразие типов меланосом в переливчатых перьях. Эти данные в конечном итоге могут улучшить наше понимание того, зачем ископаемые птицы или динозавры использовали такие морфологии, раскрывая что-то об их поведении.