Ранее считалось, что оперение, играющее всеми цветами радуги при попадании света, характерно лишь для одного вида млекопитающих. Тем не менее, результаты недавнего исследования опровергают эту точку зрения: выяснилось, что подобные характеристики шерсти присущи как минимум десяти группам млекопитающих.
Более столетия научное сообщество придерживалось убеждения, что переливающаяся на свету шерсть характерна исключительно для одного из множества видов млекопитающих. Этот вид златокротовых (Chrysochloridae), эти животные встречаются в Южной и Восточной Африке. Подавляющее большинство времени они проводят под землей, и по внешнему облику имеют сходство с подземными грызунами, такими как цокоры и слепыши.
На свету шерсть златокротов переливается зеленым, пурпурным, синим, золотисто-бронзовым цветами. Происходит это за счет сплющенной структуры волосков с редуцированными чешуйками кутикулы, в которой темные и светлые слои действуют как многослойные отражатели.
Эффект тонкопленочной интерференции — изменение цвета поверхности в зависимости от угла обзора — типично для растений, бабочек, жуков и птиц. Однако для млекопитающих, у которых окраска, как правило, кажется однотонной, такое свойство являлось настоящим отклонением от нормы. Учебные пособия постоянно подчеркивали уникальность златокротов, и это убеждение оставалось нерушимым на протяжении многих лет.
Все изменила работа Джессики Ли Добсон (Jessica Leigh Dobson), зоолога из Гентского университета, расположенного в Бельгии. В процессе исследования окраски млекопитающих, опиравшегося на коллекцию Королевского музея Центральной Африки, она обратила внимание на тропическая болотная крыса (Otomys tropicalis). Под воздействием света шерсть животного неожиданно засияла интенсивным синим блеском.
Добсон сразу приступила к поискам. Она надеялась обнаружить хотя бы одно упоминание этого явления в научных исследованиях. Однако все доступные источники указывали на то, что «радужный мех» принадлежит исключительно златокроту.
Упорство исследовательницы не прошло даром. Она и ее коллеги провели тщательный анализ исторических источников. В результате выяснилось, что упоминания о наличии у других видов шерсти эффекта тонкопленочной интерференции встречались и ранее. Первые подобные записи относятся к 1890-м годам. Однако эти разрозненные сведения не вызывали особого интереса: их воспринимали как неточность, оптическую иллюзию или случайность.
С целью проверки каждого упоминания, ученые провели исследование. Для этого были отобраны образцы шерсти млекопитающих, фигурировавших в старых отчетах, и их ближайших родственников. Биологи с использованием светового микроскопа направляли луч света на отдельные волоски под различными углами. После чего они провели тщательный анализ спектра отраженного света, определяя длину волны и цвет.
Миф о неповторимости златокротов оказался неправдой. Исследователи под руководством Добсона выявили эффект тонкопленочной интерференции у четырнадцати видов млекопитающих, среди которых десять различных видов грызунов и выдровая землеройка (Potamogale velox). При этом для шести видов ранее этот феномен, известный как «радужный мех», не был зафиксирован в научных публикациях.
Для определения источника этого оптического эффекта исследователи провели дополнительную проверку. Они изучили структуру волосков животных с помощью сканирующего электронного микроскопа. Причиной оказалось чрезвычайно ровная и организованная структура. Каждый волосок формировался из множества параллельных слоев, расположенных идеально друг относительно друга. Эти слои были значительно более плотными, чем волосяной покров обычных млекопитающих.
Данная архитектурная концепция функционирует подобно многогранной призме. Каждый микроскопический слой преломляет и отражает падающий свет под индивидуальным углом. Световые волны накладываются, усиливают или ослабляют друг друга, формируя для зрителя впечатление переливающейся игры оттенков.
Какая необходимость возникла перед животными для развития столь непростой структуры? Ученые, авторы исследования, считают, что блеск, вероятно, не был конечной целью. У подавляющего большинства обладателей «радужного меха» наблюдается уникальный образ жизни. Они активно рыхлят почву или проводят значительное время в водной среде. В таких условиях гладкая, плотная кутикула волоса представляет собой адаптацию, позволяющую поддерживать шерсть в чистоте при загрязнении или увлажнении. Данная структура способствует более эффективному отталкиванию грязи и воды, а также защищает волоски от физических повреждений при передвижении под землей.
Возможно, разнообразие оттенков возникло как следствие эволюционного процесса, направленного на повышение функциональности шерсти.
Добсон и ее соавторы также рассматривают иную возможность. Этот эффект может играть существенную роль в общении между животными, подобно тому, как это наблюдается у многих птичьих видов.
Результаты исследования опубликованы в издании Journal of the Royal Society Interface.