Эволюция цветового зрения у животных и его связь с яркими растениями

Цвета играют важную роль в общении среди животных, а также между различными видами. Например, павлины гордо расправляют свои яркие хвосты с разноцветными радужными пятнами, чтобы привлечь самок во время брачного периода.

Фото: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carpet_Chameleon_(Furcifer_lateralis)_female_(7636716522).jpg by Bernard DUPONT

Это классический пример сексуального отбора, где используется сигнализация цветом. Яркие цвета также присущи токсичным животным, например, многим ядовитым змеям и ярко окрашенным ядовитым лягушкам Центральной и Южной Америки, служащим предупреждением для возможных хищников.

Недавнее исследование, проведённое учёными университета Аризоны, изучает эволюционную историю развития цветового зрения у животных и различные функции "ярких цветов" у животных и растений. Яркие цвета, такие как красный, жёлтый, оранжевый, синий и фиолетовый, хорошо заметны на большинстве фонов.

По результатам статистического анализа, исследование показало, что цветовое зрение у животных развилось более 100 миллионов лет до появления ярких фруктов и цветов. Работа, возглавляемая профессором Джоном Дж. Винсом (John J. Wiens) с кафедры экологии и эволюционной экологии университета Аризоны, опубликована в журнале Biological Reviews.

В исследовании рассматриваются два типа цветовых сигналов, которые используют животные — предупредительные и сексуальные. Также анализируются цветовые сигналы, которые растения используют для цветов и плодов.

У растений яркие цвета выполняют две основные функции, как отметил Винс: для плодов — чтобы распространять семена, для цветов — чтобы распространять пыльцу.

"Нам было интересно понять, когда именно развились яркие цвета и какова была их функция. Именно это побудило нас к проведению исследования", — рассказал соавтор исследования и доцент интегративной биологии в университете штата Оклахома Закари Эмбертс (Zachary Emberts).

Цветовое зрение у животных появилось около 500 миллионов лет назад, в то время как яркие плоды возникли около 350 миллионов лет назад, а яркие цветы — примерно 200 миллионов лет назад.

Винс отметил, что предупредительные цветовые сигналы возникли раньше сексуальных — около 150 миллионов лет назад, а сексуальные сигналы начали появляться около 100 миллионов лет назад.

"В последние 100 миллионов лет наблюдается настоящий бум как предупредительных, так и сексуальных цветовых сигналов", — отметил Винс.

Это несмотря на то, что цветовое зрение развивалось на 400 миллионов лет раньше. Причины этого явления точно неизвестны, однако исследователи выделили три основные группы, которые, вероятно, сыграли ключевую роль в распространении предупредительных сигналов: лучепёрые рыбы в морской среде, а также птицы и ящерицы на суше.

По словам Винса, предупредительные цветовые сигналы распространены гораздо шире, чем сексуальные, которые встречаются только у членистоногих и позвоночных.

"Предупредительные сигналы встречаются как минимум в пять раз чаще. Это общий тренд", — отметил он.

Предупредительные сигналы могут быть столь распространены, потому что животным, которые их используют, не обязательно иметь развитое цветовое зрение, чтобы передавать другим животным сигнал об опасности. На самом деле, виды с предупредительными цветами могут не иметь хорошо развитых глаз.

Что касается сексуальных сигналов, то для их восприятия как самцами, так и самками необходимо развитое зрение, чтобы правильно воспринимать цветовые сигналы. Поэтому сексуальные сигналы проявляются только в двух группах животных, обладающих глазами: позвоночных (рыбы, амфибии, млекопитающие, птицы и рептилии) и членистоногих (например, насекомых и пауков).

"В будущем было бы интересно исследовать, что именно влияет на способность животных видеть конкретные цвета, например, красный или синий", — добавил Эмберс.

Уточнения

Не́рвная систе́ма действует как интегративная система, связывая в одно целое чувствительность, двигательную активность и работу других регуляторных систем (эндокринной и иммунной).