Учёные выяснили, как меняющие цвет рыбы определяют идеальный оттенок

Когда рыбы внезапно меняют окраску, встроенные глубоко в их кожу фоторецепторы следят за тем, чтобы цвет был именно таким, какой нужен, согласно новому исследованию.

Впервые учёные изучили структуру системы, которая не только позволяет животным быстро менять цвет, но и делать это с достаточной точностью для выживания. Исследовательская группа, включающая морского биолога из Международного университета Флориды Хизер Брэкен-Гриссом и возглавляемая Лори Швайкерт из Университета Северной Каролины в Уилмингтоне, изучила рыбу-поросёнка (hogfish). Остроносая рифовая рыба может менять цвет с белого на красновато-коричневый за миллисекунды, приспосабливаясь к изменяющимся условиям окружающей среды. Точность в определении цвета обеспечивается фоторецепторами в коже рыбы.

«Если эти рыбы не подберут правильный цвет, они станут добычей», — сказала Швайкерт.

У рыбы-поросёнка есть клетки, наполненные пигментами, которые делают рыбу тёмной, когда пигменты рассеяны, и светлой, когда пигменты сгруппированы вместе.

При более детальном изучении под современными микроскопами учёные обнаружили, что на каждую клетку, меняющую цвет у рыбы-поросёнка, приходится соответствующий фоторецептор, воспринимающий свет. Но больше всего их удивило расположение фоторецепторов. Если бы они были нужны для наблюдения за изменением освещённости окружающей среды, они, скорее всего, находились бы ближе к поверхности кожи. Однако у рыбы-поросёнка фоторецепторы расположены глубже — фактически под клетками, меняющими цвет. Это означает, что они отслеживают сам процесс изменения цвета и обеспечивают обратную связь для достижения правильного оттенка.

Учёные сравнивают эту функцию с человеком, смотрящим в зеркало, чтобы понять, подходит ли его наряд. Только для людей выбор одежды редко является вопросом жизни и смерти. Для рыбы-поросёнка выбор неправильного цвета может облегчить хищникам её обнаружение.

Лучшее понимание работы таких биологических систем важно для учёных, работающих над защитой видов и здоровья океанов. Брэкен-Гриссом также отмечает, что эти знания могут быть полезны людям.

«Биоинспирированный дизайн позволяет нам брать знания у природы и приносить пользу обществу. Понимание того, как работают эти фоторецепторы, может иметь значение для сенсорных технологий и других областей. У природы можно научиться так многому».

В исследовательскую группу, помимо Швайкерт и Брэкен-Гриссом, вошли учёные из Университета Дьюка, Флоридского технологического института и Смитсоновского института.