Согласно новому исследованию биологов из Университета Кертина, Западно-Австралийского музея и Университета Квинсленда, флуоресценция — поглощение коротких волн света и повторное излучение более длинных волн света — широко распространена среди млекопитающих и наиболее интенсивна среди ночных видов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Royal Society Open Science.
Флуоресценция — это процесс, при котором химическое вещество на поверхности организма поглощает свет, а затем излучает свет на более длинных и более низких длинах волн.
Одним из примеров является ситуация, когда поверхность животного поглощает высокоэнергетический коротковолновый ультрафиолетовый (УФ) свет и излучает флуоресценцию в виде низкоэнергетического цветного свечения, часто розового, зеленого или синего.
Флуоресценция может сделать ранее невидимый УФ-свет видимым, переместив его в диапазон белого света, поэтому животному не обязательно видеть УФ-спектр, чтобы обнаружить флуоресценцию.
Сообщалось, что флуоресцируют многочисленные организмы, включая растения, кораллы, насекомые, пауки, скорпионы, ракообразные, моллюски, рыбы, земноводные, рептилии и птицы.
Флуоресцентные соединения были идентифицированы в различных материалах животных, включая кости, зубы, когти, мех, перья, панцирь и кожу, а наблюдаемые видимые флуоресцентные цвета включают красный, желтый, зеленый, синий и розовый.
«Среди млекопитающих первые опубликованные сообщения о флуоресценции были у кроликов и людей в 1911 году, а более поздние опубликованные наблюдения флуоресценции у белок-летяг Нового Света, утконосов, соней и множества других грызунов, а также множества других млекопитающих видов», — сказал ведущий автор доктор Кенни Травуйон, куратор млекопитающих в Западно-Австралийском музее, и его коллеги. «Существует также множество неофициальных сообщений о млекопитающих, светящихся под ультрафиолетовым светом».
В своем исследовании ученые изучили широкий спектр видов млекопитающих, хранящихся в музейной коллекции, на предмет наличия видимой флуоресценции с использованием ультрафиолетового света.
Затем они проанализировали подмножество сохранившихся и неконсервированных образцов с помощью флуоресцентной спектроскопии при трех разных длинах волн возбуждения, чтобы оценить, были ли наблюдения флуоресценцией или оптическим рассеянием, а также влияние консервации образцов.
Они выявили примеры явлений среди 125 видов, представляющих 79 семейств и 27 отрядов всех трех подразделений млекопитающих (однопроходные, сумчатые и плацентарные).
«Мы начали с утконоса, чтобы посмотреть, сможем ли мы воспроизвести ранее сообщенную флуоресценцию», — объяснили ученые. «Мы сфотографировали сохранившиеся и замороженные экземпляры утконоса в ультрафиолетовом свете и наблюдали флуоресцентное (хотя и довольно слабое) свечение».
Чтобы убедиться, что это именно флуоресценция, а не какой-то другой эффект, похожий на нее, был использован метод, называемый флуоресцентной спектроскопией.
Это включало в себя освещение образцов различными источниками света и запись особых «отпечатков пальцев» результирующего свечения, известных как спектр излучения. Таким образом, ученые смогли подтвердить, что это действительно было флуоресценцией.
Этот процесс был повторен и в отношении других млекопитающих, в результате чего были обнаружены явные доказательства флуоресценции в белом мехе, шипах и даже коже и ногтях коал, тасманских дьяволов, ехидн с короткими клювами, южных волосатоносых вомбатов, квенда (бандикутов), больших билби и даже кошки».
«Мы заметили, что белый и светлый мех флуоресцирует, а темная пигментация предотвращает флуоресценцию. Например, белые полосы зебры светились, а темные — нет. Единственная крупная группа млекопитающих, отсутствующая в нашем наборе данных, — это лемуры, группа, которая требует дальнейшего изучения на предмет возникновения люминесценции», — отметили ученые.
«Основываясь на преобладании белого меха, мы прогнозируем, что в этой кладе также будут флуоресцентные виды». Как свежезамороженные, так и химически обработанные музейные образцы были флуоресцентными», — добавили они.
Это означало, что флуоресценцию вызывали не консервирующие химикаты, такие как бура или мышьяк. То есть был настоящий биологический феномен.
По мнению авторов, флуоресценция была наиболее распространена и наиболее интенсивна среди видов, ведущих ночной образ жизни, а также тех, кто вел наземный образ жизни, жил на деревьях и роет норы, причем большая часть их тела была более флуоресцентной.
«Чтобы проверить, может ли флуоресценция быть более распространенной у ночных видов, мы сопоставили общую площадь флуоресценции с экологическими характеристиками, такими как ночной образ жизни, диета и передвижение», — сказали они. «Ночные млекопитающие действительно были более флуоресцентными, в то время как водные виды были менее флуоресцентными, чем те, которые прятались в норах, жили на деревьях или на суше».
Основываясь на своих результатах, доктор Травуийон и соавторы полагают, что флуоресценция очень распространена у млекопитающих.
«Остается неясным, имеет ли флуоресценция какую-либо специфическую биологическую роль для млекопитающих», — сказали они. «Похоже, что это повсеместное свойство непигментированного меха и кожи, но оно может делать эти участки ярче и, следовательно, усиливать визуальные сигналы, особенно у ночных видов».
