Побиологии.рф

Профессор зоологии Нико Михильс (Nico Michiels), как и многие его коллеги, считал, что большая часть рыб, кораллов, червей и прочих животных, принадлежащие рифовой экосистеме, не способны испускать красное свечение. Но в отличие от остальных учёных он однажды решил проверить, так ли это на самом деле.

Здесь схематически показано, какая часть видимого (для человека) света проникает сквозь толщу морской воды. Конечно, в каждом конкретном случае точные данные определяются составом воды (иллюстрация Michiels et al.).

Поясним: морская вода с увеличением глубины быстро поглощает свет с длиной волны больше 600 нанометров. Соответственно, и большинство рыб, которые проживают на глубине больше 10 метров, видят в основном в голубом и зелёном свете. Зачем им фоторецепторы, улавливающие красный свет, если его просто не существует в их среде обитания?

Отличие "просто" красной рыбы от красной флуоресцентной в том, что с глубиной первая начинает казаться серой, в то время как флуоресцентная особа не только не теряет в окраске, но и, наоборот, становится ярче. Проще всего это установить с помощью специальных очков-фильтров (иллюстрация Michiels et al.).

Именно так рассуждали ранее все биологи, изучающие коралловые рифы, вполне, казалось бы, резонно считая, что красный свет здесь является бесполезным.

Но Михильс обратил внимание на тот факт, что многие рифовые животные всё же способны испускать красное свечение сами.

Зачем? В своей статье, вышедшей в журнале BMC Ecology, авторы работы предполагают, что данная способность делает их особенно заметными (контрастными) на фоне, в котором нет подобных красок.

В 2007-м Нико опустился с аквалангом в воды одного из мангровых заливов Красного моря близ Египта. С собой он прихватил специальную маску, которая отфильтровывала весь свет, кроме красной его составляющей.

По мере спуска всё глубже и глубже Михильс по сути искусственно терял зрение. Однако не всё в подводном мире осталось для него чёрным. Поначалу зоолог заметил красную флуоресцентную окантовку глаза одной рыбки, потом красный "пляшущий" плавник другой…

Позже в лабораторных условиях с помощью специальных спектрометрических приборов зоологи установили, что рыба-игла, троепёр, морская собачка, бычок, а также кораллы, полихеты, морские лилии и некоторые губки способны на так называемую биолюминесценцию. Особые вещества на поверхности их тел ловят свет других длин волн и преобразуют в нужный именно этому виду цвет.

Флуоресценция беспозвоночных. Большинство фотографий сделано в египетском Дахабе на глубине 14-17 метров. Лишь фото c сделано в лаборатории (фото Michiels et al.).

Биологи выяснили, что этими соединениями являются кристаллы гуанина, хотя ранее их считали ответственными только за серебристую (а также радужную переливающуюся) окраску чешуи рыб.

Кроме того, у одной из рыбок бычков (Eviota pellucida) биологи также обнаружили способность не только воспроизводить, но и видеть красную флуоресценцию (у представителей своего вида). Правда, только на небольшом расстоянии.

Наглядный пример различия обычной и флуоресцентной цветной рыбёшки (фото Michiels et al.).

Предыдущие исследования показали, что рыбы-иглы тоже способны воспринимать красный свет. Другие же виды рифовых рыб остались без внимания со стороны зоологов. Как утверждает Нико, никто даже не пытался детально исследовать их визуальные возможности. Впрочем, это не так удивительно, если вспомнить, что учёные и сами признают – океан изучен не намного лучше космоса.

Различные виды рыб пяти семейств: слева – при широком спектре освещения, справа – подсвеченные голубым (лаборатория) или при естественном освещении (море) (фото Michiels et al.).

Михильс и его коллеги подошли к этому вопросу со всей серьёзностью. Изучив один из рифов, они пришли к выводу, что красная флуоресценция необходима мелким рыбам для общения и спаривания. Они часто живут большими колониями. Использование специфических сигналов для общения и ухаживания за другими особями может быть очень важным для них. А с учётом того, что такой вид коммуникации действует лишь на небольшом расстоянии, можно считать его практически приватным (другие всё равно не заметят).

На этих фото можно увидеть примеры различного расположения светящихся зон на теле рифовых рыб (фото Michiels et al.).

Почему ничего подобного не было обнаружено ранее? Данная группа биологов предполагает – всё дело в том, что обнаружением и изучением флуоресценции исследователи и просто любопытствующие дайверы обычно занимаются ночью при свете мощных ультрафиолетовых ламп. Они позволяют увидеть зелёную и голубую флуоресценцию, но красная на их фоне практически теряется, так как она заметно ниже по интенсивности. Есть и ещё один немаловажный фактор: по ночам многие рыбы просто-напросто прячутся среди кораллов.

Благодаря этим графикам учёные смогли установить, что Eviota pellucidaтеоретически способна разглядеть флуоресценцию своих сородичей. Показаны спектры абсорбции фоторецепторов (максимумы приходятся на 458, 497, 528 и 540 нанометров) и флуоресценция (красная пунктирная линия) (иллюстрация Michiels et al.).

В связи с этим Михильс и его команда не исключают возможности обнаружения со временем не только красно-коричневой флуоресценции, но и оранжево-коричневой, розовой, сиреневой, фиолетовой и даже ярко-белой.

"Мы начали с пересмотра теории о количестве и влиянии проходящего на глубину красного света, но надеемся, закончится всё пересмотром всех существующих представлений о роли света в жизни рифа", — подытоживает Нико.

Кристаллы гуанина Eviota pellucida распадаются на характерные пластинки (снято с помощью сканирующего электронного микроскопа), справа показаны флуоресцирующие кристаллы (фото Michiels et al.).

Вполне вероятно, что так и получится, соглашается с ним другой известный поклонник рыб и прочих морских существ Джастин Маршалл (Justin Marshall) из австралийского университета Квинсленда (University of Queensland). Этот эколог также изучает зрение рифовых рыб, а недавно даже обнаружил новый вид зрения у ракообразных.

Однако он считает, что Нико несколько преувеличивает роль красного свечения в их жизни. Маршалл добавляет, он поверит выводам Михильса только в том случае, если тот предоставит данные об экспериментах, которые докажут, что цвет действительно играет важную роль в поведении рыб.

Нарезка из видео, иллюстрирующего использование рыбами красной флуоресценции для различных видов коммуникации: вверху – Enneapterygius destai, в середине – Corythoichthys schultzi, внизу – Ctenogobiops maculosus и Bryaninops natans.

Именно изучением поведения красных флуоресцентных рыб собирается заняться группа Михильса в ближайшем будущем.