Красота требует жертв: ученые выяснили, почему перья попугаев такие хрупкие

Ученые из Принстонского университета под руководством Мэри Кэсуэлл Стоддард опровергли многолетнюю научную догму. Выяснилось, что уникальные пигменты, окрашивающие попугаев в сочные красные, желтые и зеленые тона, не только не спасают перья от порчи, но и делают их идеальной пищей для микроорганизмов. Вопреки логике, самые яркие птицы оказались обладателями самого хрупкого оперения.

Секрет уникального цвета

Эволюционные биологи десятилетиями пытались разгадать секрет попугайной палитры. В природе цвет обычно служит двум целям: либо скрыть животное от врага, либо выставить напоказ для привлечения пары. За прочность тканей обычно отвечает меланин — пигмент, который делает перья темными, жесткими и устойчивыми к бактериям, питающимся кератином.

Однако у попугаев эволюция пошла своим путем. Вместо обычных каротиноидов, которые используют другие птицы, они синтезируют пситтакофульвины. Это единственные в своем роде молекулы, которые не встречаются больше ни у одного живого существа на планете.

Ошибочная гипотеза

В 2010 году научный мир пришел к выводу, что эти пигменты работают заодно с меланином. Изучив небольшую партию перьев и бактерию Bacillus licheniformis, биологи решили, что красные участки защищены так же надежно, как и черные. Это казалось идеальным объяснением: птица получает и яркую внешность, и сохранность летного аппарата.

Разрушение мифа

Команда Джерома Р. Али решила поставить точку в этом вопросе, проведя масштабный тест. Чтобы исключить погрешности, биологи взяли тысячи перьев у десятков видов попугаев. Образцы погрузили в среду, кишащую бактериями Bacillus licheniformis. Степень разрушения ученые замеряли по количеству белка, попавшего в раствор.

Результаты перевернули представления с ног на голову. Черные перья с меланином, как и положено, выстояли лучше всех. А вот красные, оранжевые и желтые участки, богатые пситтакофульвинами, разрушались стремительнее остальных. Даже синие и белые перья, лишенные этих ярких молекул, сопротивлялись микробам гораздо эффективнее.

Как отметил Джером Р. Али, ныне работающий в Нью-Йоркском университете, они ожидали увидеть синергию защиты, но красные перья буквально распадались на глазах, пока синие оставались целыми. Расхождение с данными 2010 года ученый объяснил просто: тогда выборка была слишком мала.

Приоритет красоты

Биологи выдвинули теорию, что встраивание пситтакофульвинов в белковую сетку кератина слегка деформирует ее. Это делает ткани более рыхлыми и доступными для ферментов бактерий. По словам профессора Стоддард, эволюция здесь пошла на сделку с совестью: давление отбора в пользу яркого оперения оказалось сильнее, чем риск потерять перо из-за грибка. Попугаи предпочли быть заметными и уязвимыми, чем тусклыми, но защищенными.

Что дальше

Исследователи из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка, в частности Александр Дауни, полагают, что точка в вопросе не поставлена. Химическая структура пситтакофульвинов напоминает известные антимикробные агенты. Вполне возможно, что эти пигменты защищают птиц от других видов плесени или грибков, которые просто не попали в данный эксперимент. Окраска перьев — это всегда сложный компромисс множества факторов, а не только погоня за красотой.

Итоги работы ученых опубликованы в Journal of Experimental Biology.

Изображение: разработано Мagnific