Самое странное млекопитающее стало ещё страннее (3 фото)

Казалось бы какие ещё сюрпризы может преподнести утконос (Ornithorhynchus anatinus) - животное у которого уже есть клюв, как у утки, хвост, как у бобра, он откладывает яйца, как рептилии, а самцы вооружены ядовитыми шпорами на задних лапах. Но наш герой опять удивил.





Новое исследование опубликованное в журнале Biology Letters показало, что список его странных особенностей всё ещё не завершён. Учёные обнаружили, что в шерсти утконоса встречаются полые меланосомы — микроскопические структуры, которые ранее считались характерными только для птиц. Это первое подтверждённое наблюдение подобных структур у млекопитающих, и оно открывает новые вопросы о том, как формируется окраска и как работают защитные свойства шерсти у животных.

Цвет шерсти, кожи и перьев определяется пигментом меланином. Он находится в микроскопических клеточных структурах — меланосомах. Их форма и строение влияют не только на оттенок окраски, но и на физические свойства покровов животных. У большинства млекопитающих меланосомы плотные, «сплошные». Обычно вытянутые структуры связаны с тёмными оттенками — чёрным или коричневым, а округлые чаще встречаются при более светлых или рыжеватых тонах. У птиц ситуация сложнее: у них встречаются полые меланосомы — структуры с тонкой оболочкой и пустым внутренним пространством. Такие элементы могут отражать и рассеивать свет, создавая сложные визуальные эффекты, включая переливчатые цвета и металлический блеск перьев. До недавнего времени считалось, что у млекопитающих подобных структур не бывает вовсе.

Открытие произошло во время сравнительного исследования микроструктуры окраски у разных животных. Учёные создавали большую базу данных меланосом млекопитающих, изучая образцы волос под электронным микроскопом. Когда они рассмотрели шерсть утконоса, оказалось, что часть меланосом имеет необычное строение — внутри них обнаружились полости. Сначала возникло предположение, что это может быть ошибка или дефект подготовки образца, поэтому наблюдение проверили повторно на нескольких образцах. Однако результаты подтвердились: полые структуры действительно присутствуют и являются частью нормального строения волоса утконоса.

Интересно, что большинство меланосом у утконоса имеют сферическую форму, которая обычно связана с красновато-оранжевыми оттенками. Тем не менее внешне шерсть утконоса выглядит тёмно-коричневой. Это означает, что цвет его меха определяется не только формой меланосом, но и их внутренним строением, плотностью и распределением внутри волоса. Таким образом, структура окраски оказывается более сложной, чем считалось ранее.



Сам факт существования полых меланосом у млекопитающего меняет прежние представления о различиях между птицами и млекопитающими. До этого считалось, что такие структуры являются отличительной особенностью птиц, а эволюция млекопитающих пошла по другому пути. Новое открытие показывает, что границы между этими механизмами могут быть менее строгими, чем предполагалось. Это важно не только для изучения современных животных, но и для палеонтологии. Учёные нередко используют форму меланосом для восстановления окраски вымерших видов, включая динозавров. Теперь становится ясно, что подобные реконструкции могут требовать более осторожного подхода, поскольку структуры, ранее считавшиеся уникальными для птиц, могут встречаться и у млекопитающих.

Учёные также рассматривают возможность, что полые меланосомы выполняют не только оптическую, но и физическую функцию. Одна из гипотез связана с теплоизоляцией. Утконосы ведут полуводный образ жизни и регулярно ныряют в холодную воду. Их мех должен эффективно удерживать тепло и защищать тело от переохлаждения. Полые структуры теоретически могут уменьшать теплопроводность волоса и создавать дополнительные микрополости с воздухом, что улучшает теплоизоляцию. Подобный принцип широко используется в природе: воздух плохо проводит тепло, поэтому материалы с пустотами часто сохраняют тепло лучше, чем плотные.

Однако эта гипотеза пока остаётся предположением. Если полые меланосомы действительно помогают удерживать тепло, можно было бы ожидать их и у других водных млекопитающих, например у бобров или выдр. Пока подобных структур у них не обнаружено. Это означает, что функция полых меланосом у утконоса остаётся неясной и требует дальнейших исследований.

С эволюционной точки зрения утконос занимает особое положение среди млекопитающих. Он относится к группе однопроходных — древней ветви яйцекладущих млекопитающих, которая отделилась от остальных очень рано. Именно поэтому утконос сочетает признаки, характерные для разных групп животных. Он откладывает яйца, как рептилии, вскармливает детёнышей молоком, как млекопитающие, и обладает уникальной сенсорной системой — электро-рецепторами в клюве, позволяющими обнаруживать добычу под водой. Теперь к этому списку можно добавить ещё одну особенность — необычное строение пигментных структур в шерсти.



Пока остаётся неясным, являются ли полые меланосомы древней особенностью, сохранившейся у утконосов с ранних этапов их эволюции, или же это относительно новая адаптация, возникшая в ответ на условия жизни. Ответ на этот вопрос можно получить только после изучения близких родственников утконоса, прежде всего ехидн, а также после более детальных исследований структуры их шерсти и физических свойств волоса.

Как часто бывает в науке, новое открытие породило сразу несколько новых вопросов. Почему полые меланосомы появились именно у утконоса? Как они влияют на свойства шерсти? Выполняют ли они главным образом оптическую функцию или участвуют в теплоизоляции? Есть ли подобные структуры у других редких или малоизученных млекопитающих? Ответы на эти вопросы потребуют дополнительных исследований — от микроскопического анализа до экспериментов по измерению теплопроводности волос.

Утконос давно стал символом того, насколько необычной может быть эволюция. Каждая новая деталь его строения показывает, что даже хорошо изученные животные способны скрывать неожиданные особенности. Открытие полых меланосом — ещё один пример того, как изучение мельчайших структур может изменить представления о работе целых биологических систем и о путях, которыми развивалась жизнь на Земле.