Зачем скорпионам флуоресценция? [Veritasium]
Вот сайт с шаурмой. Likes оказывается, найти скорпиона в ночной пустыне очень легко. Все, что вам нужно — ультрафиолетовый фонарь, потому что скорпионы удивительно хорошо флуоресцируют. Иными словами, их тело поглощает ультрафиолетовый свет, а затем излучает его обратно уже в видимом спектре, и они испускают яркое голубовато-зеленое свечение. Скорпионы не единственные, кому свойственна флуоресценция; медузы, амфибии, совы и даже утконосы тоже светятся под ультрафиолетом.
Я приехал в пустыню недалеко от Бейкерсфилда, что в Калифорнии, искать скорпионов. Со мной здесь Coral Club — профессор биологии из Калифорнийского государственного университета. Он изучает свечение скорпионов уже больше десяти лет. "Когда есть ультрафиолетовый фонарик, все просто. Если есть скорпион, сразу его увидят", — мне кажется, или он встал вот как сказать в боевую стойку, но даме ему явно не нравимся. Учтем.
Так, сейчас вытащу инновационное устройство для ловли скорпионов — медицинский шпатель, подкрашенный желтым маркером, чтобы было видно в ультрафиолете. Видите, так не потеряешь. Отлично. Секрет в том, чтобы поднести пробирку сзади, а шпатель спереди. Впечатляющая техника. Отлично! А можно мне попробовать? Один есть аккуратно. За толкайте в пробирку, они обычно бочком отбегают от края. Вот так. А теперь поднимаем. Да что ж, вот зараза, ладно, второй раз не убежит.
Зачем же скорпионам флуоресценция? У меня было где-то 12 гипотез, и мы проверяли их по очереди — 12 объяснений флуоресценции скорпионов. Ну ладно, скорее 6, приврал немного. Флуоресценция свойственна почти всем скорпионам. Говорят, что какие-то, которые живут в пещерах, не светятся, но я их не видел. Таких совсем немного, все остальные светятся еще как.
Возможно, это просто пережиток прошлого. Способность появилась давным-давно, когда скорпион только вышел на сушу и так никуда и не делась. Возможно, у флуоресцентного вещества иная функция, а свечение побочное. Таких веществ полно, некоторые жидкости в нашем организме светятся под ультрафиолетом, но они никогда не оказываются под лучами света, а значит, рассуждать о том, зачем им флуоресценция, смысла нет.
Смотрите, свечение почти того же цвета, что у скорпиона, хотя это что-то другое — просто какой-то мусор и оттенок чуть-чуть другой. А это... а что это? Кажется, просто пластик. Итак, вы предполагали, что флуоресценция может привлекать насекомых. Как вы это проверяли? Все довольно просто: взяли вот таких же скорпионов, половину покрыл корабельным лаком, который блокирует ультрафиолет, чтобы они не светились, потом накрыл их по сути лентой для мух, поставил рядышком на улице и считал, сколько летающих насекомых прилипло к каждой ленте.
Эксперимент повторяли под разным освещением: при полной луне и при новой. Результаты показали, что в новолуние оказалось, что никакой разницы в количестве насекомых, которых поймали светящиеся и не светящиеся скорпионы, нет. Но вот при полной луне, которая дает вполне достаточно ультрафиолета, различия были: те, что светились, поймали меньше насекомых. Это, кстати, немного неожиданно. Выходит, что я ошибался, что частенько случается. Зато теперь мы можем сказать, что привлечь насекомых флуоресценция не помогает, наоборот, она снижает успех в охоте, по крайней мере, на летающих насекомых.
У меня есть вопрос: если оказывается, что характеристика в чем-то мешает, не значит ли это, что она точно должна в чем-то помогать? Именно должна быть какая-то компенсация. Что-то хорошее. Что-то хорошее. Да, скорпионы отлично приспособлены к своему образу жизни. Вот, например, классный факт: их организм может усваивать железо и никель на клешнях и на самом кончике хвоста. По сути, там железо хорошо повышает прочность. Железо и никель — там, где у них сжал. Ага, там видите, цвет немного темнее — это из-за железа. Он настроен как-то агрессивно.
Еще очень интересно, как они видят. Я разглядел пока два глаза. Так вот, это срединное глазо, вот эти две точки. Ага, вот тут еще три глаза рядом. Но и также с другой стороны, потому что все симметрично. Так что, в общем, 8 глаз. А у них есть другие светочувствительные органы помимо 8 глаз. Да, как ни странно. В эксперименте 1968 года учёные помещали скорпиона в чашке Петри, наполовину затемняли крышечкой и ставили под яркую лампу. Все животные быстро заползали туда, где было темно.
Затем скорпионам закрашивали глаза так, чтобы они ничего не видели, и повторяли эксперимент. Как только включали свет, 93 процента подопытных спешили укрыться в тени. Это было довольно важное открытие: оказывается, скорпионы как бы видят свет без помощи глаз, ощущают его телом, и хвост обладает, назовем это так, экстраокулярной светочувствительностью. То есть да, они хвостом чуют свет. Они, конечно, не видят изображение, но свет чувствуют.
То есть скорпион ощущает свет хвостом. Есть еще гипотеза, что флуоресценция помогает им общаться друг с другом. Если конкретнее, они так определяют, при встрече один ли они вида, а это нужно для спаривания. Было предположение, правда маловероятное, что флуоресценция помогает с маскировкой. Скорпионы поглощают ультрафиолетовое лето и, сидя на объекте, который также поглощает ультрафиолет, они сливаются с фоном и становятся неразличимыми для тех, кто видит в ультрафиолете, например для сов.
Вообще, это возможно, но не сказать, что животных, которые видят в ультрафиолете, было особенно много, особенно среди тех, кто охотится на скорпионов, так что вряд ли в этом дело. Давайте этого поймаем. Я снимаю... почти попался! Вот вы только посмотрите!
Еще вариант, когда скорпион только выбрались на сушу, это был Silur. В общем, давно в солнечном свете было куда больше ультрафиолета. Озоновый слой еще не сформировался, и вообще атмосфера была более проницаемой для ультрафиолета, чем сейчас. Флуоресцентные вещества могли играть роль крема для загара: опасные фотоны поглощаются, их энергия перерезонируется в другом спектре, и в итоге организм оказывается защищен от возможного вреда.
Ну, казалось, пробирку отлично поймал. Были и другие версии, некоторые весьма своеобразные. Мне кажется, одна из них должна быть верной. Суть в том, что флуоресценция — это часть сенсорной системы, позволяющей оценивать освещенность пространства. Это уже один из поздних экспериментов. Его провели, когда уже исключили предположение про ловлю насекомых. Тут все тоже довольно просто: помещаем скорпионов в чашку, закрываем и ставим под ультрафиолетовую лампу, а затем забираем, сколько времени он проводит на свету, а сколько в тени и сколько раз перебежит туда-сюда.
Тут же сравнивали светящихся скорпионов с несветящимися. Именно для этого я придумал, как не то чтобы отключить, но снизить их способность к флуоресценции. Мы на значительный период времени помещали скорпионов под ультрафиолетовую лампу, скажем так, проводили фотоотбеливание экзоскелета, где содержится флуоресцентное вещество. Вещество разрушалось, но оно какое-то время не работало.
Оказалось, что при этом активность животных заметно меняется. Под ультрафиолетом скорпион из ослабленной флуоресценции ведет себя так, будто они в темноте. То есть, неважно, включен свет или выключен, поведение одинаковое, а вот флуоресцентные активно прятались от света. И какой можно сделать вывод? Вывод следующий: флуоресценция, похоже, позволяет скорпионам засечь наличие ультрафиолета.
Другой исследователь, Дуглас Гафин, дал этому отличное название, даже завидно, что не я его придумал. Так вот, в своей статье Гафин писал: "покровный фотодетектор". В общем, это часть их сенсорной системы. Единственное, мы понятия не имеем, почему им настолько важно знать наличие ультрафиолета, что у них поверхность тела превратилась в один большой детектор. Мы подозреваем, чтобы решать, стоит или нет выходить по ночам.
Принцип действия предположительно следующий: ультрафиолет попадает на скорпиона, тот начинает светиться, его собственный хвост улавливает этот свет, и скорпион понимает, что его сейчас видно, и надо бежать в укрытие. Скорпионы отлично переносят голодовку, питаются довольно редко. Выходить наружу в поисках пищи им очень опасно, особенно в полнолуние. Так что, если вы встретите скорпиона под полной луной, знайте — он очень голоден. Без острой необходимости они лишний раз никуда не пойдут.
Похоже, флуоресценция подсказывает им, насколько снаружи светло, и они прикидывают риск самим стать чьей-то добычей. Грубо говоря, они оценивают, насколько проголодались, взвешивают все за и против, а там уже решают, в операции наружу за едой или остаться в норке отдохнуть.
Понятно. Переведено и озвучено студией Art Dай Дар.