Морские змеи почернели для защиты от загрязнения воды

Кольчатый эмидоцефал с чёрными и белыми полосами.

Фото Claire Goiran.

Эмидоцефал с однотонной темной окраской в процессе сбрасывания кожи.

Фото Claire Goiran.

Известный эволюционный биолог Рик Шайн (Rick Shine) из Сиднейского университета на протяжении нескольких десятилетий изучал морских змей у берегов Новой Каледонии в южной части Тихого океана и заметил странную особенность. В большинстве популяций кольчатого эмидоцефала (Emydocephalus annulatus) змеи имели на боках белые полосы, но в некоторых местах те же самые рептилии были полностью окрашены в чёрный цвет.

Учёный не мог объяснить такую странную вариацию окраски, пока в 2014 году его коллега Клэр Гойран (Claire Goiran) из Университета Новой Каледонии не наткнулась на исследование окраски парижских голубей. Работа была посвящена изучению возможной взаимосвязи содержания чёрного меланинового пигмента и некоторых металлов в перьях птиц. В публикации говорилось, что тёмные перья содержали больше цинка, который является индикатором загрязнения. При этом авторы статьи пришли к выводу, что тёмная окраска является эволюционным приспособлением для животных, обитающих в загрязнённых районах, так как чёрный пигмент меланин связывает вредные для организма вещества.

Тогда Гойран и Шайн решили объединить усилия и проверить, не связано ли изменение окраски змей с экологической обстановкой. Они сравнили цвет кожи свыше 1400 кольчатых эмидоцефалов, которые были отловлены как в чистых районах, так и в бухтах столицы Новой Каледонии Нумеа, местами загрязнённых промышленными объектами. Оказалось, что абсолютное большинство тёмных змей обитало в экологически неблагоприятных районах и лишь единичные экземпляры были обнаружены в чистых водах.

Затем учёные измерили концентрацию мышьяка и цинка в шкурах, оставшихся после линьки змей, и выяснили, что в однотонных тёмных покровах задерживалось больше загрязняющих веществ, чем в пятнистых. Кроме того, в случае с полосатой кожей в чёрных полосах содержание токсинов было выше, чем в белых.

Исследователи также заметили, что тёмные змеи чаще сбрасывали шкуру. Они считают, что богатая меланином кожа выступает в роли фильтра, в котором задерживаются токсины. По аналогии с автомобилем, когда "фильтр" забивается, его следует выбросить и установить новый.

Эмидоцефал с однотонной темной окраской в процессе сбрасывания кожи.

Стоит отметить, что некоторые специалисты скептически отнеслись к выводам, которые были опубликованы в журнале Current Biology. Они считают, что на окраску и распределение змей могут оказывать влияние и другие факторы, в том числе температура окружающей среды.

Но Шайн полагает, что касательно теплообмена тёмная кожа даёт преимущества только наземным змеям, в то время как для их морских родственников вода действует в качестве изоляции и окраска не влияет на температуру тела.

Чтобы доказать, что чёрные змеи представляют собой пример быстрой эволюции, учёные в ближайшее время планируют составить карту загрязнения воды у побережья Новой Каледонии и сопоставить уровень токсинов с распределением змей разного цвета.

Напомним, что самым известным примером промышленного меланизма является история с берёзовыми пяденицами, которые изменили окраску с началом промышленной революции в Великобритании. Эти бабочки прячутся от птиц на стволах берёз, и после того, как деревья потемнели от заводской копоти, насекомые также приобрели тёмный цвет благодаря мутации. А ещё одним из самых ярких проявлений быстрой эволюции считаются замолчавшие сверчки с Гавайских островов.