Почему в природе редко встречается синий цвет?

Синий – один из трех основных цветов видимого нами спектра. Но если зелёного и красного цвета в мире животных хоть отбавляй, то синий встречается настолько редко, что это уже не кажется простым совпадением. Но почему этот цвет среди фауны настолько редко встречается? Давайте попробуем отыскать разумное объяснение, используя фото и видеоматериалы канала “Удивительные факты” (ролик в конце статьи).

Яркие краски во всем их многообразии появились в природе не сразу. Так, оперение птиц когда-то давным-давно было однотонным и невыразительным. Но вектор развития диктовал свои условия. Зрительный аппарат пернатых становился совершеннее, а доступная цветовая гамма шире. С возможностью распознавать новые элементы окружающего мира открывались и новые перспективы. Аппетит рос, питательный рацион усложнялся. Птичье меню стало разнообразнее. Пигментов в нем больше, оперение ярче.

Для создания шедевра художник используют палитру, кисть и краски. А природа – набор естественных биологических пигментов биохромов. Поступая в организм с пищей и синтезируя с на молекулярном уровне, биохром формирует цветовую гамму. Он обеспечивают избирательное поглощение или отражение солнечного света и позволяет синхронизировать процессы обмена веществ живых существ с условиями освещенности среды обитания. С другой стороны окраска отдельных частей растений служит для привлечения насекомых – опылителей и птиц, распространяющих семена. Окраска тела животных маскируют их при выслеживании добычи и спасает от хищников. А цвет кожи ядовитых змей и лягушек предупреждает врагов об опасности.

Пигменты, формирующие краски в природе

Назначение природного камуфляжа может быть разным. Но если это не маскировка, то всегда сигнал, несущий полезную информацию нужной целевой аудитории.

Каротиноиды

Основные биологические пигменты, формирующие в царстве флоры и фауны все богатство красок и оттенков – это каротиноиды – естественные источники красных, желтых и оранжевых цветов, которые синтезируются бактериями, грибами, водорослями, высшими растениями и коралловыми полипами. Кстати, именно благодаря им мы знаем о розовых фламинго. Эти эффектные птицы рождаются серыми и невзрачными, но с возрастом их оперение приобретает розоватый оттенок благодаря каротину.

Хиноны

Хиноны – химические соединения, обладающие окислительными свойствами. В грибах, лишайниках и некоторых беспозвоночных формируют широкую гамму цветов и оттенков от бледно-желтого до оранжевого, красного, пурпурного, коричневого и почти черного.

Флавоноиды

Флавоноиды – фенольные соединения, синтезируемые в основном высшими растениями. Окрашивают лепестки растений и плоды фруктовых деревьев в ярко красный, пурпурный, желтый, оранжевый, реже синий цвета.

Меланин

Меланин – один из самых важных пигментов, обуславливающий темную окраску у животных, пернатых, насекомых, растений и микроорганизмов. У позвоночных он синтезируется в особых клетках меланоцитах. Меланин определяет окраску кожи и волос. Например масть лошадей, оттенки чешуи рыб, кутикулы и крылья насекомых. В этом случае пигментные чешуйки крыла окрашиваются в черные или коричневые цвета.

Биологические пигменты как правило накапливаются в различных структурах клетки. Реже бывает в свободном состоянии в жидкостях организма. Так, хлорофилл, поставляющий птицам и бабочкам зеленый пигмент, сконцентрирован в хлоропластах. Каротиноиды в хромопластах и хлоропластах, меланин в меланоцитах. А вот что касается синего биологического пигмента, тут в питательной цепочке и в собственной кладовой представителей фауны как раз и наблюдается острейший дефицит, то есть такой пигмент почти никем не вырабатывается. Вот именно поэтому поймать птицу цвета ультрамарин во все времена было крайне сложно, и птицы не исключение. Во всей фауне до сих пор природа так и не сформировала организм, способный накапливать и производить синий биологический пигмент. Единственное исключение можно отыскать в мире насекомых эта бабочка оливковое крыло.

За счет чего формируется синий цвет у животных?

Наверное у вас уже возник вполне логичный вопрос: если собственный синий биологический пигмент у птиц и насекомых и млекопитающих не вырабатывается, а в пище их естественных источников ничтожно мало, за счет чего формируется синий цвет в живой природе? Стало даже как-то обидно за синий – почему совершенная природа не позаботилась об одном из ключевых цветов спектра. Ведь он один из цветов гармонии и совершенства.

На самом деле природа только позаботилась, но отыскала эффективный и практически полностью независимый от состава пищевого рациона способ цветообразования и отработала она эту технологию как раз на примере того самого синего цвета. Причем отработала и внедрила настолько блестяще, что объяснить применение инструмента с точки зрения теории эволюции оказалась практически невозможно.

Сойка имеет синее оперение за счет чего?

А теперь давайте-ка потреплем за хохолок красавицу Сойку, чей сине-голубой костюмчик заставляет дрожать от зависти пернатых конкурентов… Каркас пера птицы построен из протеинового вещества, называемого кератином. Невероятно сложная кератиновая структура обеспечивает перу аэродинамическое совершенство. И не только, перо сойки это идеальный аэродинамический каркас и замысловатого набора пигментных чешуек бородок и крючочков, а также сложнейшая оптическая система. На самом деле ее голубые перья окрашены в черный меланин, но мы этого не замечаем.

Волны синего цвета отражаются микроскопическими шариками кератина, расположенными слоем поверх пигмента, а меланиновая подложка обеспечивает частоту цвета, поглощая красную и зелёную составляющие. Но стоит надавить на синее перо, пузырьки отражатели лопнут и перо окрасится в черный цвет. В зависимости от яркости освещения угла зрения и размера шариков все оперение переливается оттенками от светло-коричневого до голубого и темно-синего. Столь необычный и яркий фасон мгновенно отличает голубую сойку от какого нибудь щегла, чижа и большинства других вызывающе ярких конкурентов. То есть голубой цвет птичьих перьев определяется в основном собственной структурой, а не пигментами.

Бабочки – загадка для ученых, секрет синего окраса

По количеству ярких цветов и оттенков крылья бабочки в мире насекомых остаются вне конкуренции. С помощью цвета бабочки маскируют себя от подстерегающих опасностей и сигнализируют окружению о своих особенностях и предпочтениях.

А так выглядит крыло бабочки под микроскопом. Мы видим огромное количество рельефных чешуек, часть из которых пигментные, а часть оптические.

Цвет пигментных чешуек, состоящих из органических молекул и выполняющих роль подложки, зависит от входящего в их состав биохрома. Зачастую с ее ролью прекрасно справляется меланин, вырабатываемой самой бабочкой.

Бабочка Синий Морфо – одна из красивейших на земле, и при этом ее ярко-синие чешуйки вовсе не содержат синего пигмента.

Синий цвет полностью формирует оптическая система. Так выглядит крыло морфа под электронным микроскопом.

Вот этот сложный геометрический лабиринт, больше напоминающий инопланетный ландшафт и объясняет, почему мы видим синий цвет там, где его на самом деле нет. Но как же это происходит? Падая на плоские рельефные выступы, волны красной и зеленой части спектра отражаются от верхней нижней поверхности и оказываясь в противофазе гасят друг друга.

Отраженные волны синей части спектра резонируют друг с другом и воспринимаются нашим глазом без искажений. Так что видимый нами глубокий синий не более, чем оптическая иллюзия. Этим же объясняется и наблюдаемый под разными углами эффект голограммы. Неудивительно, что обнаружить синего морфа в лесу не так-то просто. Будучи видимым, он может совершенно неожиданно пропасть из вида, слившись с темным стволом дерева или веткой. Синий морфо классическое подтверждение того, что цвет на крыльях бабочек образуют не только пигменты, но и структура чешуек. Если все же сомневаетесь, смочите крыло бабочки капелькой спиртосодержащей жидкости и наблюдайте за происходящим. Когда спирт заполнит внутренние пространственные пустоты, коэффициент преломления изменится и крыло обесцветится. Но как только спирт подсохнет, конусовидные ловушки освободятся от жидкости и волшебство вернется.

Ответ на вопрос

Однозначного ответа на вопрос, почему окрашенные в синий цвет представители фауны настолько редки в природе, наука пока не дала и версия, связывающая эту ситуацию с дефицитом природного пищевого пигмента, лишь одна из самых вероятных. Также голубой и синий цвета могут отпугивать некоторых хищных птиц из-за расширенного диапазона восприятия цвета. Они видят голубой как очень яркий белый свет, который их просто ослепляет. Поэтому такой окрас становится актуален лишь в тех местах, где обитают такие специфические хищники. Кроме этого синий цвет настолько контрастирует почти с любым естественным окружением, что зачастую исключает всякую возможность маскировки и получается, что голубой мотылек прекрасно заметен для недоброжелателей. А значит спрятаться ему будет намного сложнее. Ну а павлину вообще место только в зоопарке или в саду Махараджи и именно поэтому одним из самых жутких ночных кошмаров Дарвина стало павлинье перо, появление которого с точки зрения теории эволюции просто невозможно.

Интересно, как же все таки они образовались?