Как слепые гусеницы могут различать цвета?

Цветовая мимикрия является одним из важнейших механизмов, позволяющих выживать некоторым видам животных и насекомых. Ученые до сих пор не до конца знают, как работает этот механизм, и продолжают вести исследования в этом направлении. В рамках одного из них они попробовали узнать, как гусеницы определяют цвет, под который им надо мимикрировать. В результате исследования они пришли к очень неожиданному выводу, у которого, пожалуй, есть свое объяснение. Гусеницы не ожидали такого эксперимента, но заставили ученых задуматься над этим вопросом еще больше.

Механизм цветовой мимикрии появился у животных и насекомых в ходе эволюции. Как это обычно и бывает, в ходе естественного отбора выживают наиболее приспособленные особи. Смена окраса очень помогает живым существам сливаться с их средой обитания.

Простыми примерами такой адаптации могут служить гусеницы, которые притворяются веточками, или заяц-беляк, который во время осенней линьки меняет цвет на более светлый. Это позволяет ему наиболее эффективно прятаться от хищников в снегах.

Пролить свет на вопросы цветовой мимикрии среди гусениц решили биологи Ливерпульского университета под руководством Илика Саккери (Ilik Saccheri). Для эксперимента они выбрали группу гусениц березовой пяденицы (Biston betularia). В стадии гусеницы это насекомое может динамически менять цвет, подстраиваясь под окружающую среду. 

У этого вида гусениц есть крохотные рецепторы, которые называются оцелии. Это глаза, содержащие только одну линзу. В отличие от фасеточных глаз, оцелии не разделены на омматидии (структурная и функциональная единица фасеточного глаза). Их ученые и закрасили черной краской, лишив гусениц возможности увидеть цвет окружающей их среды.

Многие проведенные ранее исследования показали, что насекомые адаптируются под условия окружающей среды именно за счет зрительной системы. Так, например, в одном из экспериментов индийские палочники в основном подстраивали свой окрас под цвет краски, которая использовалась для закрашивания их глазков.

В качестве инструментов для исследований в ходе эксперимента использовались палочки разного цвета, на которые и сажали гусениц. Одна из палочек была белой, вторая — черной, третья — коричневой, а четвертая — зеленой. 

Половине гусениц оцелии закрасили, а второй половине нет. Затем их поочередно сажали на разные палочки, и даже несмотря на закрашенные оцелии, гусеницы меняли цвет под условия среды, в которой оказывались. Стоит отметить, что результат был не стопроцентным, но существенно превосходил вероятность случайного совпадения. Слепые гусеницы в 75-80 процентов случае выбирали цвет правильно.

Это очень хороший показатель, который ярко свидетельствует о том, что данный вид обладает возможностью внезрительной фоторецепции. Дальнейшее исследование показало, что в разных местах их тел есть светочувствительные рецепторы — опсины. Это и позволяет им определять цвет окружающих предметов не только при помощи органов зрения.

С одной стороны, результаты эксперимента можно назвать бессмысленными. С другой стороны, это открывает совершенно новый механизм адаптации в живой среде. Если до этого считалось, что считывание информации возможно только за счет органов зрения, то теперь мы понимаем, что это не так. Ученые, в свою очередь, смогут и дальше изучать этот интересный и перспективный механизм.