Как птицы обретают свой окрас?

Новое исследование в журнале Physiological and Biochemical Zoology изучает роль меланинов в создании сложных узоров оперения у 9000 видов птиц.

Оперение птиц — одна из самых поразительно разнообразных характеристик животных, видимых невооруженным глазом. Узоры состоят из замысловатых комбинаций крапинок, чешуек, полос и пятен. Но как создаются эти цвета и узоры?

Известно, зачем птицам яркое оперение: для маскировки от хищников или привлечения партнеров. Большей загадкой оставалось, как эти узоры формируются на клеточном уровне.

Доктор Исмаэль Гальван и его команда изучили, какие пигменты присутствуют в сложных узорах перьев. Окраска оперения создается в основном двумя типами пигментов:

• Меланины — производят диапазон черных, серых, коричневых и оранжевых цветов.
• Каротиноиды — используются специализированными структурами пера для создания более ярких цветов.

Птицы не могут синтезировать каротиноиды самостоятельно. Для ярких цветов они должны потреблять их с пищей. Тело птиц не имеет прямого клеточного контроля над синтезом и отложением каротиноидов.

Меланины, напротив, синтезируются в организме птиц специальными клетками — меланоцитами, которые работают вместе с фолликулами пера, обеспечивая точный контроль пигментации. Хотя исследования часто фокусируются на каротиноидах, команда Гальвана первой проверила, являются ли меланины единственным пигментным элементом, который организм птиц контролирует напрямую на клеточном уровне.

Исследование было масштабным: ученые проанализировали внешний вид оперения около 9000 видов современных птиц, определяя, производятся ли цветовые пятна меланинами или другими элементами, и выявляя сложные узоры (комбинации двух и более различимых цветов, повторяющиеся более двух раз).

Результаты показали:

• Около 32% изученных видов имеют сложные узоры оперения.
• Подавляющее большинство этих сложных узоров производится именно меланинами, а не каротиноидами.

Метафорически, если бы птицы были художниками, они использовали бы каротиноиды как широкую кисть для цветовых пятен, а меланины — как тонкую кисть для сложных деталей.

Исключения: три семейства птиц (плодовые голуби, котинги и один вид аистов) имеют сложные узоры без меланинов. Их необычные цвета, по-видимому, создаются за счет метаболических модификаций потребляемых каротиноидов в их организме.