Неоновые животные: что открывает ультрафиолетовый свет

Представьте, что вы идете по лесной тропинке после сумерек с небольшим ультрафиолетовым фонарем. Листья и кора выглядят обычными, пока на камне вдруг не замерцает сине-зеленый скорпион, мех летяги не отбросит нереальный розовый цвет, а чучело утконоса в музейной витрине не засветится, как бледная неоновая игрушка. Эта сюрреалистичная сцена — не спецэффект: под воздействием УФ-излучения многие животные становятся неожиданно красочными. Недавние исследования и лабораторные тесты показали, что фотолюминесценция — поглощение ультрафиолетового света и его повторное излучение в видимом диапазоне волн — встречается гораздо чаще, чем думали ученые, и это открытие заставляет биологов пересмотреть представления о том, как животные используют цвет в условиях низкой освещенности.

Ночные пигменты и механизмы свечения

Фотолюминесценция — это не то же самое, что биолюминесценция. Светляки и некоторые морские организмы производят свет биохимическим путем; фотолюминесцентные же ткани действуют как пассивные флуоресцентные красители, поглощая УФ и повторно излучая его на более длинных волнах. Соединения, ответственные за это, различаются у разных групп: у скорпионов свечение исходит от компонентов тонкого слоя экзоскелета, у некоторых лягушек оно связано с кожными белками и пигментами, а у млекопитающих недавние работы предполагают, что смесь кератина, порфиринов и других молекул может флуоресцировать при попадании УФ-лучей.

На практике УФ-свет широко распространен ночью — от лунного и звездного света до УФ, отраженного от снега или воды, — и зрительные системы многих животных настроены на эти длины волн. Это означает, что флуоресценция в принципе может быть обнаружена другими животными, даже если люди ее не видят. Остается неясным, какие именно виды действительно воспринимают и используют эти сигналы и для каких экологических задач: чтобы прятаться от хищников, находить партнеров, ориентироваться в пространстве или даже определять, не сидит ли скорпион на открытом месте.

Скорпионы: старейшее неоновое шоу

Скорпионы являются классическим примером флуоресценции с 1950-х годов, когда исследователи впервые заметили, что их экзоскелеты светятся под УФ-лучами. Эффект наблюдается у всей группы: каждый известный вид скорпионов флуоресцирует в той или иной степени. Структурная химия указывает на молекулы в гиалиновой экзокутикуле — смеси, которая, вероятно, включает мукополисахариды и липопротеины, — как на основной источник сине-зеленого свечения.

Ученые предложили несколько функций. Одно из интригующих предположений заключается в том, что кутикула действует как коллектор фотонов по всему телу, помогая скорпионам оценивать уровень окружающего освещения и избегать воздействия дневного света. Другая гипотеза гласит, что флуоресценция помогает в распознавании вида или пола при тусклом свете или что она мешает зрительным системам мелкой добычи. Этот признак глубоко запечатлен и в палеонтологической летописи: ископаемые скорпионы возрастом в сотни миллионов лет также могут флуоресцировать, что подразумевает древнее происхождение этой химической особенности, даже если ее адаптивная роль все еще обсуждается.

Млекопитающие: удивительный розово-голубой мир

Лягушки, змеи и лесная палитра

Земноводные и пресмыкающиеся также полны сюрпризов. Крупные исследования показали, что большинство протестированных видов лягушек несут в коже флуоресцентные соединения; в одном отчете 2025 года сообщалось, что более 90% выборки лягушек проявили фотолюминесценцию. Что касается змей, анализ десятков видов, проведенный в 2024 году, показал, что многие древесные змеи обладают способностью отражать УФ-лучи, что может соответствовать УФ-отражающим листьям и лишайникам в их среде обитания, потенциально улучшая маскировку.

Эта закономерность — различные функции в разных эволюционных линиях — является повторяющейся темой. У некоторых рептилий флуоресценция может помогать скрываться среди листвы; у амфибий она может помогать особям выделяться для потенциальных партнеров или сородичей в условиях лунного света; у птиц уже известно, что УФ-признаки играют роль в выборе партнера. Ключевой момент заключается в том, что флуоресценция не является единичной адаптацией с одной целью; это инструментарий оптических эффектов, который эволюция неоднократно заимствовала.

Подводный неон: скрытый визуальный канал

Океан также имеет свою ультрафиолетовую сцену. Рыбы коралловых рифов, акулы и черепахи демонстрируют богатство фотолюминесцентных узоров. Синий свет проникает в морскую воду глубже всего, и виды, активные на глубине или в сумерках, используют УФ-контрасты, которые фактически невидимы для многих хищников или человеческих наблюдателей. Исследователи, каталогизирующие рифовые виды, задокументировали десятки узоров у рыб и черепах, которые светятся отчетливыми цветами; некоторые акулы при определенных длинах волн кажутся зелеными. В этих системах флуоресценция может быть частным каналом связи между животными с одинаковой зрительной чувствительностью.

Почему биологи в недоумении

Несмотря на картирование флуоресцентных признаков у разных таксонов, функциональных доказательств во многих случаях по-прежнему недостаточно. Некоторые экспериментальные работы — например, тесты с использованием флуоресцентных и нефлуоресцентных моделей мышей в естественных условиях — не выявили четких предпочтений у потенциальных хищников, что позволяет предположить, что флуоресценция сама по себе не является универсальным сигналом. У многих животных этот эффект может быть побочным продуктом пигментов, которые эволюционировали по другим причинам, таким как защита от УФ-излучения или антимикробная защита, при этом флуоресценция является случайной, а не адаптивной.

Другие видят в распространении флуоресценции новые возможности: она может добавить ранее игнорируемую сенсорную ось в поведенческую экологию. Если некоторые животные могут как производить, так и обнаруживать смещенные в УФ-область сигналы, целые поведенческие системы — выбор партнера, территориальная маркировка, взаимодействия хищник-жертва — могут иметь оптические слои, скрытые от человеческих глаз. Проверка этих гипотез требует тщательных поведенческих тестов в условиях естественного освещения, лучшей характеристики флуоресцентных молекул и понимания зрительных способностей животных.

Гражданская наука, коллекции и дальнейшие шаги

Пока что ночной мир кажется гораздо более красочным, чем мы представляли. В пустынях, лесах и на рифах ультрафиолетовый свет открывает неоновое измерение жизни, которое возникло задолго до того, как люди появились там с фонариками. То, что ученые знают наверняка, просто и поразительно: флуоресценция широко распространена, часто эффектна и почти наверняка значима для многих видов. Остается неясным «почему»: отделение случайных химических реакций от адаптивных сигналов займет биологов и экологов на долгие годы.

Источники