Окраски растений и покрова тела насекомых

Разнообразие окрасок несамосветящихся объектов — растений, большинства животных, минералов и т. п., — которое мы привыкли видеть в естественной обстановке, порождено тем, что, во-первых, разные предметы по-разному отражают спектральные лучи, и, во-вторых, солнечный свет есть смесь монохроматических лучей широкого непрерывного диапазона спектра. Так, оранжевые окраски отличаются от желтых тем, что первые сильнее поглощают сине-фиолетовые и зеленые лучи. Если же смотреть на эти окраски при искусственном освещении натриевой лампой, то большинство образцов оранжевой окраски мы не отличим от желтых. Свет натриевой лампы монохроматический, желтый, а желтые и оранжевые окраски отражают эти лучи практически одинаково сильно, поэтому под натриевой лампой названные образцы визуально неразличимы. Из этого примера ясно, как зависит возможность различения окрасок от их отражательной характеристики и спектрального состава освещения.
Экспериментально доказано, что зрительный анализатор человека и, видимо, всех цветозрячих животных приспособлен для опознавания предметов главным образом по их спектральной отражательной характеристике, а не спектральному составу тех лучей, которые отражают данные предметы в данный момент времени. Один и тот же предмет в зависимости от цвета освещения может отражать свет разного спектрального состава, и задача зрительного анализатора заключается в том, чтобы выделить ту инварианту, которая характеризует предмет. Последнее достигается благодаря автоматическому (у человека — подсознательному) введению «поправки на освещение» (Гельмгольц) к цвету рассматриваемого предмета за счет сравнения отражаемого им спектра со спектром других предметов в поле зрения. Мы уже говорили, что это свойство зрения называют константностью восприятия окраски. Константность цветовосприятия позволяет опознать предмет в разных условиях освещения, когда он отражает свет разного спектрального состава. Например, пчела зрительно замечает цветок одуванчика не только на солнце, но и в тени, где он объективно зеленый, поскольку в спектре голубого неба, создающего освещение в тени, очень мало желтых я тем более оранжевых лучей. Точно так же белый цветок в тени — объективно зеленовато-голубой за счет освещения голубым небом и зелеными рефлексами (отраженными лучами) от листьев растений, но это обстоятельство не затрудняет поиск насекомым, привыкшим кормиться на белых цветах.
Для человека многообразие окрасок природных объектов порождается избирательным отражением ими света в диапазоне спектра от фиолетовых лучей до красных включительно. Но насекомые чувствительны к ультрафиолетовым лучам, поэтому характер отражения этих лучей позволяет им распознавать окраску предметов в той же мере, как на наши цветовые оценки влияют сине-фиолетовые лучи. Прежде всего для глаза насекомых не идентичны по цвету все те окраски, которые мы называем белыми. Например, давно замечено, что пчелы легко отличают кажущиеся нам одинаково белыми две поверхности, одна из которых выкрашена цинковыми белилами, а другая — свинцовыми. Свинцовые белила гораздо сильнее отражают ультрафиолетовые лучи; они «действительно белые» для насекомых в отличие от цинковых белил, которые сильно поглощают ультрафиолетовые лучи и поэтому имеют для насекомых цвет, дополнительный к ультрафиолетовому. В частности, для пчел дополнительным к ультрафиолетовому является сине-зеленый цвет.
Измерение коэффициента отражения спектральных лучей цветками растений показало, что белые венчики, как правило, слабо отражают ультрафиолетовые лучи, следовательно, выглядят для насекомых окрашенными в дополнительный к ультрафиолетовому цвет. Желтые, оранжевые и красные цветки отражают ультрафиолетовые лучи иногда очень сильно. Из них цветок красного мака Papaver rhoeas выглядит для насекомых, не чувствительных к красным лучам, например для пчел, чисто ультрафиолетовым, поскольку венчик мака практически не отражает иных лучей, кроме красных и ультрафиолетовых. Неожиданной оказалась раскраска для глаза насекомых некоторых цветков, кажущихся человеку однотонножелтыми. Всем знакомы очень похожие друг на друга желтые цветки гусиной лапки Potentilla anserina и лютика едкого Ranunculus acer, но на снимке в ультрафиолетовых лучах они выглядят резко различными. Цветок гусиной лапки неравномерно отражает ультрафиолет — периферия венчика отражает сильнее (около 20%), чем его внутренняя часть вместе с генеративными элементами (около 2%) 2. Поэтому цветок гусиной лапки в отличие от цветка лютика выглядит насекомым двухцветным за счет «скрытого» (от взора человека) рисунка. Скрытые рисунки помогают насекомым не только различать разные цветки, но и быстрее находить нектар. Узор, за счет более сильного поглощения ультрафиолетовых лучей внутренней частью цветка, служит пчелам визуальным указателем нектара и пыльцы. Как только пчела подползает к указателю нектара, даже на искусственно раскрашенной модели цветка, она опускает голову и выбрасывает хоботок, готовясь к приему пищи. Указатели нектара могут иметь различную окраску, не обязательно ультрафиолетовую.
Скрытые рисунки несут на крыльях некоторые дневные бабочки, у которых особенности отражения телом ультрафиолетовых лучей следует считать проявлением скрытого для глаза человека полового диморфизма. Так, на снимке в ультрафиолетовых лучах самец бабочки-лимонницы Gonepteryx rhatnni имеет скрытый рисунок за счет более сильного отражения этих лучей основной частью поля переднего крыла. Самка лимонницы слабо и равномерно по всему полю переднего и заднего крыла отражает ультрафиолетовые лучи. Таким образом, самец лимонницы выглядит для самки двухцветным, а не однотонножелтым, каким мы воспринимаем его. Еще более интересен факт существования резкого полового диморфизма в окраске у таких видов, у которых человеческий глаз его практически не замечает. Например, белые и издалека (в полете) неразличимые нами самец и самка капустной белянки Pieris brassicae или боярышницы Aporia crataegi выглядят для насекомых по-разному за счет неодинакового отражения ультрафиолета. Самцы почти не отражают эти лучи, поэтому имеют для глаза насекомых цвет, дополнительный к ультрафиолетовому, тогда как самки за счет более сильного отражения лучей по всему спектру выглядят для насекомых иначе. Различие в отражении ультрафиолетовых лучей разными участками крыла, на наш глаз одинаково окрашенными, зависит в одних случаях от содержания особых пигментов, например птерина, в других — от оптических свойств и ориентации самих чешуек. Аналогичные различия у разных участков лепестка или венчика в целом, как полагают, только пигментной природы.







Материалы

Яндекс.Метрика