Окраска животного — основная характеристика, наряду с формой тела, общего внешнего вида животного, возникающая в результате отражения или излучения света от его поверхности. Некоторые животные окрашены ярко, в то время как другие труднозаметны. У некоторых видов, таких как павлин, самцы имеют четкие узоры, яркие цвета и переливаются, тогда как самки гораздо менее заметны.
Есть несколько различных причин, по которым у животных появилась та или иная окраска. Камуфляж позволяет животному оставаться незамеченным. Животные используют цвет для рекламы таких услуг, как , среди животных других видов; о своём сексуальном состоянии другим представителям того же вида; и в мимикрии, используя предупреждающую окраску другого вида. Некоторые животные используют внезапное появление ярких цветов для отпугивания хищников. Такие животные как зебры используют расчленяющую окраску для размытия контуров конкретного индивида при быстром групповом движении, сбивая этим с толку нападающего хищника. Некоторые животные окрашены для физической защиты: в их коже есть пигменты для защиты от солнечных ожогов, а у некоторых лягушек кожа может осветляться или затемняться для регулирования температуры. Наконец, животные могут иметь случайную окраску. Например, кровь красная, потому что гемовый пигмент, необходимый для переноса кислорода, красного цвета. Животные, окрашенные таким образом, могут иметь поразительные естественные узоры.
Животные производят цвет как прямым, так и косвенным образом. Непосредственное производство происходит за счет присутствия видимых цветных клеток, известных как пигменты. Косвенное производство происходит благодаря клеткам, известным как хроматофоры, которые представляют собой содержащие пигмент клетки, такие как волосяные фолликулы. Распределение частиц пигмента в хроматофорах может меняться под гормональным или нейрональным контролем. На примере рыб было продемонстрировано, что хроматофоры могут напрямую реагировать на раздражители окружающей среды, такие как видимый свет, ультрафиолетовое излучение, температура, pH, химические вещества и т. д.Meyer-Rochow V. B. (2001). Fish chromatophores as sensors of environmental stimuli — Book=Sensory Biology of Jawed Fishes; editors Kapoor BG & Hara TJ; Science Publishers Enfield (NH), USA. pp. 317—334. Изменение цвета помогает отдельным животным стать более или менее заметными и является важным при агонистических проявлениях и маскировке. Некоторые животные, в том числе многие бабочки и птицы, имеют микроскопические структуры в чешуйках, щетинках или перьях, которые придают им блестящие переливающиеся цвета. Другие животные, в том числе кальмары и некоторые глубоководные рыбы, могут излучать свет, иногда разных цветов. Часто животные одновременно используют два или более из этих механизмов для получения необходимых им цветов и эффектов.
Функции
Криптическая окраска
Различают четыре типа криптической, или защитной, окраски: защитное сходство, агрессивное сходство, дополнительная защита и переменное защитное сходство. Защитное сходство используется животными, являющимися добычей, для избегания хищников. Оно включает в себя особое защитное сходство, называемое , при котором все животное похоже на какой-то другой предмет, например, когда гусеница напоминает веточку или птичьи погадки. При общем защитном сходстве, которое называют крипсис, текстура животного сливается с фоном, например, когда цвет и рисунок мотылька сливаются с корой дерева.
используют хищники или паразиты. При особом агрессивном сходстве животное похоже на что-то другое, заманивая добычу или хозяина, например, когда цветочный богомол напоминает цветок определённого вида, например орхидею. При общем агрессивном сходстве хищник или паразит сливается с фоном, например, когда леопарда плохо видно в высокой траве.
В качестве дополнительной защиты животное использует такие материалы, как ветки, песок или кусочки ракушек, чтобы скрыть свои контуры, например, когда личинка ручейника строит чехол или когда некоторые виды крабов из семейства Majoidea украшают свою спину водорослями, губками и камнями.
При переменном защитном сходстве животное, такие животные как хамелеоны, камбалы, кальмары или осьминоги, меняют рисунок и цвет своей кожи, используя специальные хроматофорные клетки, чтобы напоминать тот фон, на котором оно в данный момент находится (а также для передачи сигналов).
Основными механизмами создания этих сходств в природе является крипсис, слияние с фоном так, что их становится трудно увидеть (это охватывает как особое, так и общее сходство); деструктивное создание рисунков, когда цвет и рисунок разбивают контур животного, что в основном связано с общим сходством; мимезис, напоминание другие предметы, не представляющие особого интереса для наблюдателя, что относится к особому сходству; с использованием градуированных цветов для создания иллюзии плоскостности, что связано главным образом с общим сходством; и противоосвещение, создающее свет, соответствующий фону, особенно у некоторых видов кальмаров.
Противозатенение было впервые описано американским художником Эбботтом Хэндерсоном Тейером, пионером теории окраски животных. Тейер заметил, что в то время как художник берет плоский холст и использует цветную краску, чтобы создать иллюзию твердости, рисуя в тенях, у таких животных, как олени, спина часто бывает темнее, а к животу становится светлее, создавая иллюзию плоскостности и невидимости на соответствующем фоне. Наблюдение Тейера, что «у нарисованных природой животных наиболее темными являются те части тела, которые больше всего освещены светом неба, и наоборот» называется законом Тейера.
Сигнализирование Цвет широко используется для передачи сигналов у разнообразных животных, таких как птицы и креветки. Сигнализирование может быть отпугивающим или притягивающим: аттракция (привлечение) — сигнализирование о возможностях или услугах другим животным, независимо от того, относятся ли они к одному виду или нет. Частный случай аттрактации — половой отбор, при котором представители одного пола предпочитают спариваться с представителями другого пола определённой окраски, что способствует развитию такой окраски. отпугивание — предупреждение, чтобы сигнализировать о том, что животное вредно, например, может жалить, ядовито или имеет горький вкус. Предупреждающие сигналы могут быть правдивыми или неправдивыми.
Рекламирование Рекламирующая окраска может сигнализировать об услугах, которые животное предлагает другим животным. Они могут принадлежать к одному и тому же виду, как при половом отборе, или к разным видам, как при чистящем симбиозе. Сигналы, которые часто сочетают в себе цвет и движение, могут быть поняты многими различными видами; например, места очистки полосатой коралловой креветки Stenopus hispidus посещают различные виды рыб и даже рептилии, такие как морская черепаха бисса.
Половой отбор
Самцы некоторых видов, например райских птиц, очень отличаются от самок. Как только самки начинают выбирать самцов по какой-либо конкретной характеристике, например длинному хвосту или цветному гребню, эта характеристика все больше и больше подчеркивается у самцов. В конце концов, все самцы будут обладать характеристиками, по которым самки проводят половой отбор, поскольку только эти самцы смогут воспроизводить потомство. Этот механизм достаточно мощный, чтобы создавать черты, которые в других отношениях крайне невыгодны для самцов. Например, у самцов некоторых видов райских птиц лентовидные перья на крыльях или хвосте настолько длинные, что затрудняют полет, а их яркая окраска может сделать самцов более уязвимыми перед хищниками. В некоторых, крайних случаях, половой отбор может привести к исчезновению вида, как это предполагается в случае с огромными рогами самцов большерогого оленя, которые, возможно, затрудняли передвижение и кормление взрослых самцов.
Возможны различные формы полового отбора, включая соперничество между самцами и отбор самок самцами.
Предупреждение
Предупреждающая окраска (апосематизм) по сути является «противоположностью» камуфляжа и частным случаем рекламирования. Его функция — сделать животное, например, осу или змею кораллового аспида, очень заметным для потенциальных хищников, чтобы его заметили, запомнили, а затем избегали. Как отмечают исследователи, «человеческие предупреждающие знаки используют те же цвета — красный, жёлтый, чёрный и белый — которые природа использует для рекламирования опасных существ». Предупреждающие цвета работают, поскольку потенциальные хищники ассоциируют их с чем-то, что делает животное предупреждающего цвета неприятным или опасным. Этого можно достичь несколькими способами, используя комбинирование:
Неприятный вкус. Например, гусеницы, куколки и взрослые особи бабочек , и содержат в крови горькие на вкус химические вещества. Одна данаида монарх содержит более чем достаточно токсина, подобного токсину наперстянки, чтобы убить кошку, а выделение этой бабочки вызывает рвоту у скворцов. Неприятный запах. Например, скунс может выделять жидкость со стойким и сильным очень неприятным запахом. Агрессивны и способны защитить себя, например, медоед. Ядовиты. Например, оса может нанести болезненный укус, а змеи, такие как гадюки или коралловый аспид, могут нанести смертельный укус.
Предупреждающая окраска может быть успешной либо благодаря врождённому поведению (инстинкту) потенциальных хищников, либо благодаря заученному избеганию, являющемуся условным рефлексом). И то, и другое может привести к различным формам мимикрии. Эксперименты показали, что избеганию обучаются птицы, млекопитающие, ящерицы и земноводные, в то время как у некоторых птиц, таких как большая синица, есть врождённое избегание определённых цветов и рисунков, таких как чёрные и жёлтые полосы.
Мимикрия
Мимикрия означает, что один вид животных достаточно похож на другой вид, чтобы обмануть хищников. Чтобы эволюционировать, имитируемые виды должны иметь предупреждающую окраску, потому что их горький вкус или опасность дают естественному отбору над чем поработать. Как только вид обретает небольшое, случайное сходство с видами с предупреждающей окраской, естественный отбор может привести его цвета и узоры к более совершенной мимикрии. Существует множество возможных механизмов, наиболее известными из которых являются: Бейтсовская мимикрия, когда съедобный вид напоминает неприятный на вкус или опасный вид. Чаще всего встречается у насекомых, таких как бабочки и мухи. Например, сходство безобидных мух журчалок, у которых нет жала, с пчелами. Мюллеровская мимикрия, когда два или более неприятных на вкус или опасных видов животных похожи друг на друга. Наиболее распространена среди перепончатокрылых насекомых, таких как осы и пчелы.