Новое исследование показало, что цвет насекомых может изменяться под воздействием погодных условий в большей степени, чем предполагалось ранее. Выяснилось, что влажность воздуха способна изменить окраску пчелы с металлически-зеленого на синий или медный цвет всего за один день, в зависимости от уровня влажности окружающей среды.
Способность изменять окраску наблюдается у многих видов животных, и обычно это объясняют необходимостью маскировки, коммуникации или привлечением партнера для размножения. Тем не менее, изменение цвета не всегда является результатом активного процесса, контролируемого нервной системой. В некоторых случаях на окраску влияет окружающая среда. Важно понимать, каким образом климатические условия воздействуют на внешний вид насекомых, поскольку это имеет значение для различных направлений деятельности: от анализа музейных экспонатов до прогнозирования эволюционных изменений.
Исследователи насекомых отмечали, что у некоторых жуков и бабочек окраска может изменяться при воздействии влаги, а работники музеев были осведомлены о том, что старые, высушенные экземпляры с течением времени отличаются от внешнего вида живых особей. Ранее эти трансформации, как правило, объясняли разрушением пигментов.
В ходе недавних исследований ученые выяснили, как обычная влажность атмосферы воздействует на окраску североамериканских пчел Agapostemon subtilior, этот эффект достигается не благодаря пигментам, а за счет структурной окраски. Она обусловлена наличием микроскопических слоев на поверхности кутикулы, которые отражают свет, усиливая одни цветовые волны и ослабляя другие. В итоге наблюдаются насыщенные металлические оттенки, такие как зеленый, синий и золотистый. Подобная окраска часто встречается у насекомых, однако ее зависимость от влажности пока не была подтверждена.
Agapostemon subtilior — отличаются насыщенным зелено‑синим металлическим отливом. Ученые, проводившие исследование, опубликованного в Biology Letters, в ходе исследования была организована серия лабораторных экспериментов, в которых участвовали две группы насекомых.
Первая группа состояла из пчел, собранных непосредственно перед заморозкой, а вторая – из музейных экземпляров, хранившихся в коллекциях от трех до шести лет. Все особи последовательно помещали в камеры с высокой влажностью (около 95%) и низкой влажностью (менее 10%). Спустя установленные интервалы времени их фотографировали при одинаковом освещении, после чего с помощью специализированной программы измеряли цвет кутикулы, определяя соотношение красного и синего цветовых каналов. Такой подход давал возможность выявлять даже незначительные изменения в оттенке.
Эксперимент выявил, что в условиях повышенной влажности пчелы приобретали красноватый оттенок: их зеленая кутикула приобретала более теплый, оранжево-зеленый вид. В условиях низкой влажности наблюдался сдвиг в сторону синего цвета, в результате чего пчелы казались голубовато-зелеными.
Наиболее заметные трансформации произошли в первые сутки, а к 55 часам цветность выровнялась. Однако старые образцы из музейных коллекций показывали более выраженные изменения, особенно в условиях повышенной влажности. Специалисты связывают это с тем, что с течением времени кутикула насекомого постепенно теряет свою целостность, увеличивая проницаемость для влаги, что и приводит к более яркому проявлению эффекта увлажнения.
Для оценки полученных данных ученые проанализировали обширную коллекцию фотографий, хранящуюся в базе данных iNaturalist — платформе, где пользователи делятся изображениями живых организмов. Исследователи выбрали снимки пчел определенного вида, обитающих в регионах с различной влажностью, и провели сопоставление цвета их внешнего скелета. Выявленная зависимость оказалась статистически обоснованной, хотя и не очень выраженной, что, вероятно, связано с воздействием множества дополнительных факторов, определяющих окраску пчел в естественной среде.