История нашей планеты охватывает миллиарды лет, и за это время Земля стала домом для невероятного разнообразия видов. Дикая природа изобилует яркими цветами, однако эта красота не развивалась ради нашего удовольствия — на самом деле, яркие оттенки чаще всего служат полезным целям для животных: например, они помогают привлечь партнера или отпугнуть хищника, как сообщает Science Alert.
Тем не менее, происхождение этих привлекательных цветов по-прежнему остается загадкой. Ученые до сих пор не могут определить, что появилось первым: яркие цвета в природе или способность животных их различать.
В новом исследовании американские ученые прояснили явление, известное как "взрыв цветовых сигналов животных", произошедшее за последние 100 миллионов лет. Соавтор исследования, интегративный биолог из Университета штата Оклахома Закари Эмбертс, отметил, что они хотели выяснить, когда появилась яркая окраска и какова ее функция.
В ходе исследования Эмбертс и ведущий автор, эволюционный эколог из Университета Аризоны Джон Винс, проанализировали существующую литературу о цветовых сигналах, используемых растениями и животными.
Исследователи предполагают, что заметные цвета у растений, вероятно, развились под воздействием селективного давления со стороны животных, учитывая зависимость цветовых сигналов от их способности воспринимать цвета. Растения используют два основных типа цветовых сигналов: яркие фрукты привлекают животных, которые питаются ими, чтобы те стали распространителями семян, в то время как яркие цветы манят опылителей.
С другой стороны, животные применяют цвет по-разному, включая маскировку и терморегуляцию, однако более яркие цвета обычно передают одно из двух сообщений: "обрати на меня внимание" или "не трогай меня". Некоторые виды также используют яркие цвета для привлечения потенциальных партнеров, в то время как другие применяют яркость в стратегии, известной как апосематизм, где яркие цвета сигнализируют о токсичности или других защитных качествах животного, чтобы отпугнуть хищников.
Винс и Эмбертс пришли к выводу, что цветное зрение у животных возникло первым — оно появилось более чем за 100 миллионов лет до того, как растения начали производить яркие цветы и фрукты. Считается, что это произошло около 500 миллионов лет назад и, вероятно, одновременно у древних членистоногих и позвоночных.
Предполагается, что первые позвоночные с цветным зрением, вероятно, обитали в морской среде, однако неясно, где и как оно развилось у членистоногих. Также остается неясным, какие эволюционные преимущества цветное зрение могло предоставить тогда, до появления цветовых сигналов у растений или животных.
Ученые полагают, что восприятие цвета, вероятно, помогло животным визуально ориентироваться в объектах, местах для гнездования и источниках пищи. Даже до появления ярких фруктов и цветов цветовое зрение могло быть полезным для различения таких предметов, как зеленые и коричневые листья.
В то же время растительному миру потребовалось время, чтобы адаптироваться. Ученые считают, что первые цветные сигнальные фрукты появились около 300 миллионов лет назад, а яркие цвета цветов возникли лишь около 200 миллионов лет назад. Животные начали использовать цветовые сигналы еще позже, начав с предупреждений, связанных с апосематизмом.
Результаты нового исследования указывают на то, что предупреждающие цвета появились около 150 миллионов лет назад, за которыми последовали сексуальные цветовые сигналы, дебютировавшие примерно через 100 миллионов лет — примерно через 400 миллионов лет после появления цветового зрения.
Следует отметить, что факторы, способствовавшие этому "взрыву" цветовых сигналов, все еще остаются загадкой, однако ученые выделили три группы животных, которые, вероятно, способствовали этой тенденции:
Это исследование помогает составить карту эволюционной истории цветового зрения и сигнализации у животных, но нам еще предстоит узнать много нового об этих явлениях, включая то, что влияет на вариации цветового зрения у различных животных.