Мы слепы, а они видят всё: привычный мир оказался галлюцинацией — вот как он выглядит на самом деле

Животные, которых мы привыкли считать вполне обычными, под ультрафиолетовым светом превращаются в яркие, почти фантастические объекты. Летающие белки розовеют, акулы и скаты светятся ядовито-зелёным, а скорпионы отливают холодным синим свечением. Даже привычные млекопитающие, птицы и змеи оказываются разрисованы скрытыми узорами.

Почему животные светятся в ультрафиолете

Если направить ультрафиолетовый фонарик на летягу, её мех вспыхнет насыщенным розовым цветом. Скорпион под луной станет зловеще голубым, кораллы — алыми и оранжевыми, а некоторые акулы и скаты превратятся в неоновые силуэты. Хоксбилловые морские черепахи под УФ-светом выглядят как новогодние ёлочные игрушки: их панцирь покрывают перекрывающиеся зелёно-красные зигзаги.

Все эти примеры объединяет фотолюминесценция — способность поглощать ультрафиолетовое излучение и переизлучать его в виде видимого света. У одних видов поверхность тела отражает УФ-лучи, у других — особые пигменты и структуры "перекрашивают" невидимый спектр в яркие цвета. Для человеческого глаза без специальных фильтров и камер большая часть этой красоты остаётся невидимой.

Фотолюминесценцию часто называют флуоресценцией или биофлуоресценцией, а иногда путают с биолюминесценцией, когда организм сам производит свет с помощью химических реакций. УФ-свечение — другое явление: животные не "создают" свет, они используют уже имеющееся ультрафиолетовое излучение солнца, луны или искусственных источников.

В последние годы число находок буквально взрывается. Любители природы с ультрафиолетовыми фонариками находят светящихся гекконов и многоножек прямо в своих дворах. Учёные показывают, что фотолюминесценция распространена в мире змей: из 110 видов от Колорадо до Перу у 90 процентов обнаружили ультрафиолетовую окраску или отражение УФ-света. Похожие результаты есть и для других групп — от земноводных до млекопитающих.

"Недавние работы создавали впечатление, что это редкое, особенное явление, но на самом деле это норма, а не исключение", — говорит зоолог Университета Джеймса Кука Линда Райнхолд.

Исследования показывают: 92 процента из 187 видов лягушек демонстрируют фотолюминесцентную кожу, десятки видов коралловых рыб светятся под ультрафиолетом, а у 95 процентов из 148 проверенных видов млекопитающих обнаружили светящуюся шерсть. То, что ещё недавно считали курьёзом у отдельных видов, теперь выглядит как широко распространённая особенность живой природы.

Что известно о функциях скрытого свечения

Наиболее изученная область, где учёные видят роль ультрафиолетовых цветов, — размножение. В растениях УФ-узоры на лепестках помогают направлять насекомых-опылителей к центру цветка. У птиц некоторые элементы оперения служат дополнительными "маркерными" сигналами, которые могут видеть потенциальные партнёры, но не замечают хищники и человек. Неоновые клювы тупиков — один из известных примеров такого сигнала.

"Мы провели большой обзор литературы, где анализировали, какие функции приписывают ультрафиолетовой окраске, и почти всё сводилось к репродукции", — отмечает герпетолог Университета Мичигана Хейли Кроуэлл.

Однако новое исследование змей меняет акцент. Учёные не обнаружили выраженных различий по УФ-окраске между самцами и самками, зато заметили связь с образом жизни и средой обитания. Так, прерийные гремучие змеи, живущие на открытых пространствах, практически не имеют ультрафиолетового свечения и выглядят под УФ-лучами почти "прозрачными".

"Они словно призраки в ландшафте", — говорит Кроуэлл, подчёркивая, как мало у этих змей заметных УФ-меток.

При этом их близкие тропические родственники — древесные гадюки из рода Bothrops — напротив, демонстрируют яркую ультрафиолетовую окраску. Исследователи предполагают, что в кронах деревьев, где много листьев, тоже отражающих УФ-свет, такое свечение помогает сливаться с фоном. Для хищных птиц, способных видеть в ультрафиолетовом диапазоне, такие змеи могут быть менее заметны.

Кроуэлл подчёркивает, что не стоит воспринимать УФ-свечение как некий "магический секретный код".

"Очень легко увлечься идеей о каком-то потрясающем, суперсекретном сигнале. На самом деле нужно относиться к этому, как к любой другой окраске: в каких-то условиях зелёный помогает прятаться, а в других — наоборот, выделяет", — поясняет исследователь.

Другие работы показывают, что светящиеся панцири скорпионов могут помогать им улавливать уровень лунного света и уходить от ярко освещённых мест, чтобы не привлекать внимание ночных хищников. Есть и примеры, где фотолюминесценция, наоборот, предупреждает врагов: в одном эксперименте птицы охотнее клевали гусениц без УФ-свечения, чем "светящиеся", будто воспринимая их как потенциально опасных.

Загадка млекопитающих и "светящееся" дорожное полотно

С млекопитающими всё сложнее. Несмотря на то что фотолюминесценция шерсти оказалась почти повсеместной, понять её роль пока не удаётся. Линда Райнхолд и её коллеги решили проверить, замечают ли другие животные ультрафиолетовое свечение и влияет ли оно на их выбор потенциальной добычи.

Для этого они использовали модели крыс из настоящего меха: одни образцы сохраняли УФ-свечение и под фонариком казались голубовато-белыми, другие были обработаны так, чтобы не светиться. Эти "манекены" выкладывали на местности и следили, кто и как с ними взаимодействует.

Результат оказался неожиданным: ни травоядные, ни хищники не демонстрировали явного предпочтения одной модели перед другой. Это касалось как тёмных ночей без луны, так и полнолуния, а также разных групп животных — от птиц до сумчатых.

"Мы не увидели никакой чёткой закономерности", — признаётся Райнхолд.

Её разочарование объяснимо тем, что к тому моменту команда уже проверила образцы шерсти 141 вида австралийских млекопитающих, в основном дорожных трупов, и у 95 процентов обнаружила фотолюминесценцию.

"Мы останавливались у обочины, находили погибшее животное, включали фонарик — и оно просто ослепительно светилось. В морозильниках университета было то же самое: открываешь коробку — и как будто смотришь на коробку конфет", — рассказывает исследователь.

Пока учёные лишь предполагают, что разгадка может скрываться в дневных условиях, когда интенсивность ультрафиолета на порядки выше, чем ночью. Например, светящиеся отметины на крыльях крылановых летучих лисиц могут помогать им прятаться среди листьев, используя игру света и тени.

Морские животные и невидимый подводный мир

Особое поле для открытия — океан. С точки зрения физики света именно там фотолюминесценция выглядит особенно логично. Толща воды действует как фильтр, быстро "съедая" красные и жёлтые длины волн и пропуская преимущественно синий и ультрафиолетовый свет. Поэтому использование УФ-излучения и его "перекодирование" в другие цвета может давать морским организмам важные преимущества.

В начале 2000-х морской биолог Дэвид Грубер изучал фотолюминесцентные кораллы и вдруг заметил нечто необычное: угря, который светился так ярко, словно его окунули в фантастическое светящееся вещество. Это открытие подтолкнуло его направить ультрафиолетовый свет на самых разных морских животных — от рыб до черепах.

Так были обнаружены светящиеся морские черепахи, акулы и многие другие виды. Позднее команда Грубера создала специальную камеру, имитирующую зрение акул, и показала, как эти животные видят друг друга, когда их тела покрыты УФ-узорами. Для нас многие из этих меток невидимы, но в "акулих очках" мир становится намного ярче и информативнее.

"Это было похоже на то, как будто мы проваливаемся в портал в морской мир, к которому давно настроились разные существа, а мы — нет", — вспоминает Грубер.

Биолог подчёркивает: чтобы понять функции УФ-свечения, нужно изучать не только сами узоры, но и зрительные системы животных. Одни виды, как кошачьи акулы, способны воспринимать эти цвета, другие — нет. А значит, значение рисунков может сильно отличаться — от маскировки до сигналов для партнёров.

"Мы можем снова и снова возвращаться к видам, описанным сотни лет назад, но теперь смотреть на них в новом свете и находить вещи, значимые для их мира, о которых раньше не подозревали, просто потому что у нас не было нужных инструментов", — говорит учёный.

Сравнение наземных и морских светящихся животных

Если сравнивать животных суши и океана, светящихся под УФ-лучами, можно увидеть несколько общих черт и различий. На суше фотолюминесценция часто "спрятана" в шерсти, перьях или хитиновом панцире и проявляется лишь при определённом освещении — например, в лунную ночь. В лесу или саванне такие узоры могут помогать маскироваться или, наоборот, служить предупредительными сигналами.

В море условия иные: вода фильтрует свет, и ультрафиолет там играет более значимую роль. Многие рыбы, кораллы и черепахи используют его, чтобы выделиться на тёмном фоне или передать информацию внутри вида. Там, где человек видит только зеленоватый силуэт акулы, её сородич отличит сложный рисунок на коже.

Объединяет сушу и море то, что УФ-свечение редко является чем-то "уникальным" для одного-двух видов. Скорее, это свойство, которым пользуется огромное множество животных, просто мы начали замечать его совсем недавно — благодаря ультрафиолетовым фонарикам, подводным камерам и цифровым датчикам.

Плюсы и минусы ультрафиолетового свечения в природе

Исследователи всё ещё спорят, какую роль фотолюминесценция играет для разных групп животных, но уже сейчас можно выделить несколько потенциальных преимуществ и рисков. Перед тем как перечислять их, важно помнить: одно и то же свойство в разных экосистемах может работать по-разному.

К возможным плюсам фотолюминесценции относят:

• улучшенную маскировку на фоне ультрафиолетово-активной среды, например листвы или кораллов;

• возможность подавать сигналы внутри вида, оставаясь менее заметным для других;

• участие в брачном поведении, когда УФ-узоры помогают выбирать партнёра;

• роль в ориентации и восприятии освещённости, как предполагается у скорпионов.

Но есть и потенциальные минусы:

• повышенная заметность для хищников, если среда не поддерживает маскировку;

• риск стать более очевидной целью при резкой смене условий освещения;

• энергетические затраты на поддержание структур и пигментов, обеспечивающих свечение;

• возможность ошибочной интерпретации сигналов другими видами, что может влиять на хищника или жертву.

Пока это только рабочие гипотезы, но по мере накопления данных список функций фотолюминесценции, вероятно, станет более конкретным и разнообразным.

Советы по наблюдению за светящимися животными

Наблюдать за фотолюминесценцией животных можно не только в лабораториях, но и любителям природы — главное, делать это ответственно и безопасно.

1. Используйте качественный ультрафиолетовый фонарик, рассчитанный на наблюдения за природой, и не направляйте луч в глаза людям и животным.

2. Берите с собой камеру или смартфон с подходящими фильтрами: многие узоры лучше заметны на снимках, чем невооружённым глазом.

3. В лесу и парках смотрите под ноги и на стволы деревьев — там могут скрываться светящиеся многоножки, грибы или лишайники.

4. В аквариумах и океанариумах обращайте внимание на специальные экспозиции с УФ-подсветкой: часто именно так демонстрируют кораллы и рыб с фотолюминесценцией.

5. Если вы занимаетесь дайвингом, интересуйтесь турами с ночным погружением и ультрафиолетовыми фонарями — при этом обязательно используйте сертифицированное снаряжение и соблюдайте рекомендации инструкторов.

Такие наблюдения помогают лучше понять, насколько разнообразен мир скрытых окрасок, и показывают, что привычные нам животные под УФ-светом могут выглядеть совершенно иначе.

Популярные вопросы о ультрафиолетовом свечении животных

Почему так много животных светятся в ультрафиолете?

Потому что фотолюминесценция связана с распространёнными пигментами и структурами в коже, шерсти, перьях и панцирях. Раньше мы просто не видели этих узоров без ультрафиолетового света.

Всегда ли свечение помогает животным выживать?

Не обязательно. В одних условиях оно может усиливать маскировку или служить сигналом, в других — делать животное более заметным. Всё зависит от среды, хищников и зрительной системы конкретного вида.

Можно ли увидеть такое свечение без специального оборудования?

Человеческий глаз почти не воспринимает ультрафиолет, поэтому без УФ-фонарика или специальных фильтров заметить фотолюминесценцию сложно. Исключение — яркие лабораторные демонстрации и экспозиции в музеях и океанариумах.