Посмотри в лицо мандрила

Самец мандрила Mandrillus sphinx Фото: Максим Пышный, Фотобанк Лори

Эта дискуссия началась на одном из сетевых конкурсов фантастического рассказа. Речь зашла о людях с голубой кожей, которые так часто появлялись в фантастике XX века. «Ну, черный... Ну и что? У нас на островах голубые живут, и никто им в нос не тычет», — уговаривал себя житель планеты Гиганда, впервые встретив чернокожего землянина (А. и Б. Стругацкие. Парень из преисподней). Бело-голубоватое лицо марсианки Аэлиты все помнят. Но как же это так? Великие фантасты не соизволили подумать о том, что у млекопитающих, по большому счету, всего два пигмента — черный эумеланин и желто-рыжий феомеланин? Многие позвоночные и не различают синий цвет, иными словами, он не может понадобиться ни для маскировки, ни для привлечения внимания. Так откуда возьмется синяя кожа у высших приматов? Черные, коричневые, желтовато-смуглые, краснокожие, пусть даже какие-нибудь серые люди — пожалуйста, а вот люди синеватых оттенков, да при этом генетически близкие землянам (авторы фантастики обычно настаивают, что близкие), — какая-то неувязка. А тут еще гуманоиды «Аватара», хоть и не идентичные людям, а все же вроде млекопитающие, и опять дизайнеры не пожалели синего…

Весомый аргумент в защиту синих инопланетян выдвинул Григорий Панченко, издатель фантастики, биолог по образованию и автор «Химии и жизни». «Взгляните на лицо мандрила! На оба его лица!» Ив самом деле: млекопитающее, более того — примат, наш ближайший родственник, с обширными участками лазурно-синей кожи как на лице, так и на противоположной части тела. Неужели у него имеется синий пигмент, как у рыбки с коралловых рифов или райской птицы?

Чего нет, того нет. Ричард Прам, профессор факультета экологии и эволюционной биологии Йельского университета и куратор отдела зоологии позвоночных музея Пибоди, и профессор математики Канзасского университета Родольфо Торрес в 2004 году установили, что синюю окраску коже мандрила придает наноструктура.

Исследовали кожу не только мандрила, но и других млекопитающих — например самцов зеленых мартышек и мышиных опоссумов, у которых синим окрашены яички. Причина лазурной синевы — когерентное рассеяние, то самое, которое создает иризацию самоцветов и радужные переливы бензиновых пленок. Регулярно расположенные наноструктуры в прозрачной или полупрозрачной среде усиливают отражение света в определенном диапазоне длин волн (регулярность отличает данный феномен от некогерентного рассеяния, которое создает, например, голубой цвет неба).

В данном случае полупрозрачная среда — это кожа, а наноструктуры — даже не гранулы меланина, а волокна коллагена, обычного белка соединительных тканей. Исследование выявило квазиупорядоченность коллагеновых волокон в голубой коже приматов и сумчатых (см. фото). Профану кажется, что упорядоченность видна простым глазом, но для того, чтобы строго доказать ее существование, потребовался соавтор-математик и анализ изображения методом дискретных преобразований Фурье.

Кстати, еще раньше, в 2003 году, те же авторы описали аналогичный феномен в окраске птиц. Ричард Прам заметил непорядок с музейными экспонатами — мадагаскарскими птичками бархатистыми филепиттами Philepitta castanea. Их красивые неоперенные «бровки» из зеленых стали синими. Оказалось, что, когда птичьи тушки обработали спиртосодержащим консервантом, кожные ткани дали усадку, волокна коллагена сблизились и длина волны отражаемого света изменилась. По-видимому, один и тот же механизм формирования окраски независимо возник у птиц и у разных групп млекопитающих, таких удаленных, как приматы и сумчатые.

Мы знаем и другие примеры синей структурной окраски. Благодаря тому же явлению крылья бабочек-морфид переливаются синим «металликом» («Химия и жизнь» 2010 №11). Лицо мандрила — не столь романтичный пример, зато он дает нам надежду на встречу с синекожими братьями по разуму.

Фотографии упорядоченного коллагена в структурно окрашенной коже млекопитающих (просвечивающая электронной микроскопии): а —неокрашенная кожа морды самки мандрила, б — синяя ягодица самца мандрила, в — морда самца мандрила, г — ягодица самца мандрила при большем увеличении, д — яичко самца верветки Cercopithecus aethiops, е — яичко самца мышиного опоссума Marmosa mexicana

Литература

Richard O. Prum, Rodolfo H. Torres. Structural colouration of mammalian skin: convergent evolution of coherently scattering dermal collagen arrays. «The Journal of Experimental Biology», 2004, 207 (12), 2157—2172. doi: 10.1242/jeb.00989