Как окраска оперения способствует видообразованию у африканских скворцов
Африканские скворцы демонстрируют невероятное разнообразие ярких окрасок. Исследователи из Университета Акрона показали, что эволюция этих декоративных признаков сыграла ключевую роль в быстром разделении птиц на десятки видов — процессе, известном как адаптивная радиация.
Механизм создания цвета
Учёных интересовало, может ли инновация в чисто декоративном признаке — окраске, используемой для социальной коммуникации — стимулировать видообразование.
Животные создают цвет двумя основными способами:
- С помощью пигментов — сложных молекул, избирательно поглощающих свет.
- С помощью структурной окраски — микроскопических структур, избирательно отражающих свет. Именно этот метод позволяет получать самые яркие и насыщенные цвета в природе.
Птицы — мастера структурной окраски. Африканские скворцы уникальны тем, что используют все четыре типа структур, распространённых среди птиц. Основной элемент — меланосома, пигментсодержащая органелла. Скворцы — единственная группа близкородственных видов, у которых представлены все морфологические модификации меланосом: простые, уплощённые, полые, а также одновременно уплощённые и полые.
Яркость и насыщенность структурного цвета напрямую зависят от здоровья и качества развития особи. Эта информация «зашита» в оперение и важна для потенциальных партнёров и конкурентов.
Новые цвета — новые виды
Анализ окраски и эволюционных связей показал, что эволюция меланосом у скворцов идёт только в одном направлении: от простых форм к более сложным. Виды не возвращаются к упрощённым структурам.
Структурные цвета легко поддаются «настройке». Незначительные изменения толщины или формы меланосомы приводят к драматическим различиям во внешнем виде, открывая доступ к новой палитре металлических цветов. С увеличением сложности структур растёт и количество способов, с помощью которых небольшие физические изменения могут создавать совершенно новые цвета.
Эволюционная гибкость (эволюционный потенциал) структурной окраски была центральным фактором радиации скворцов. Виды с более сложными меланосомами не только использовали более широкий спектр цветов, но и развивали новые цвета более чем в 10 раз быстрее, чем их родственники с простыми морфологиями.
Поскольку связь между качеством особи и структурой пера оставалась неизменной, скворцы получили возможность экспериментировать с новыми цветами, не меняя информацию, закодированную в их оперении.
Таким образом, когда популяции естественным образом разделялись, различия между группами могли усиливаться благодаря быстрой эволюции новых цветов. Поскольку эти цвета жизненно важны для ухаживания и социальной коммуникации, различия в окраске могли легко стать барьером между группами — первым шагом к образованию новых видов.
Ключ к инновациям
Это исследование раскрывает мощный механизм, действующий в эволюции скворцов, и предполагает, что подобные структурные украшения могут быть универсальным ключом к инновациям. У животных с ещё более сложными структурами, таких как бабочки, возможно, существует ещё больше возможностей для создания новых цветов.