Как влажность воздуха меняет цвет североамериканских пчел: открытие ученых

Многие животные способны менять окраску, но обычно это активный процесс, связанный с маскировкой или брачным поведением. Однако, как показало новое исследование, у некоторых насекомых цвет меняется пассивно — под воздействием окружающей среды. Ученые проверили, может ли обычная влажность воздуха влиять на окраску североамериканских пчел Agapostemon subtilior, и обнаружили, что да — и весьма существенно.

Эксперимент с влажностью

Авторы работы собрали две группы пчел: свежепойманных особей, хранившихся в морозильнике, и музейные экземпляры возрастом от трех до шести лет. Насекомых поочередно помещали в камеры с высокой (около 95%) и низкой (менее 10%) влажностью. Через определенные промежутки времени их фотографировали при стандартизированном освещении, а затем с помощью специального программного обеспечения измеряли цвет кутикулы, вычисляя соотношение красного и синего каналов.

Результаты показали, что при высокой влажности пчелы меняли цвет в сторону красной области спектра: их зеленая кутикула становилась заметно более теплой, оранжево-зеленой. При низкой влажности, наоборот, происходил сдвиг в синюю сторону, и пчелы выглядели голубовато-зелеными. Основные изменения происходили в первые сутки, а к 55 часам цвет стабилизировался. При этом старые музейные экземпляры демонстрировали более сильные сдвиги, особенно при высокой влажности: со временем кутикула насекомого становится более проницаемой для воды, поэтому эффект увлажнения проявляется сильнее.

Проверка на реальных данных

Чтобы подтвердить результаты лабораторных опытов, исследователи обратились к платформе гражданской науки iNaturalist, где пользователи публикуют фотографии живых организмов. Они отобрали изображения пчел Agapostemon subtilior из регионов с разной влажностью и сравнили цвет их кутикул. Связь оказалась статистически значимой, хотя и слабой — что объясняется множеством других факторов, влияющих на окраску в природе.

Полученные данные важны не только для понимания биологии насекомых, но и для практических приложений. Например, при интерпретации музейных коллекций кураторам необходимо учитывать, что старые сухие экземпляры могут выглядеть иначе, чем живые особи, из-за изменения цвета кутикулы в процессе хранения. Кроме того, результаты помогают прогнозировать, как изменение климата может повлиять на внешний облик насекомых и, в конечном счете, на их выживание и эволюцию.

Таким образом, исследование демонстрирует, что структурная окраска, зависящая от микроскопических слоев на поверхности кутикулы, может быть чувствительна к таким обыденным факторам, как влажность воздуха. Ранее подобные эффекты списывали на деградацию пигментов, но теперь ясно, что даже без изменения химического состава цвет может меняться за счет физических свойств кутикулы.