Меланины — пигменты черного, коричневого, красного и желтого цветов, которые содержатся в растительных и животных тканях. Меланины определяют окраску кожного покрова и волос у млекопитающих, чешуи у рыб, перьев у птиц: например, в организме воронов преобладают эумеланины (черная или коричневая окраска), тогда как у лисиц — феомеланины (рыжая). Помимо обусловливания окраски, меланины защищают ткани глубоких слоев кожи от «солнечных ожогов» за счет высокого коэффициента поглощения ультрафиолетового излучения.
Анализ меланинов особенно актуален в биологии, при этом их химические свойства остаются неясными. Кроме того, невозможность достоверно проследить сочетание меланинов по косвенным признакам затрудняет исследования в области палеонтологии. В результате современные методы визуализации останков ископаемых позволяют создавать только монохромные модели животных. В новой работе ученые представили способ восстановления меланиновых следов по долгоживущим химическим маркерам.
Изучению подвергались перья птиц четырех видов: пустынного канюка (Parabuteo unicinctus), пустельги (Falco sparverius, Falco tinnunculus), сипухи (Tyto alba) и краснохвостого сарыча (Buteo jamaicensis). Для анализа биоматериала авторы использовали методы синхротронного быстрого сканирования и рентгенофлуоресцентной спектрометрии (SRS-XRF), а также абсорбиционной рентгеновской спектроскопии (XAS). Это позволило рассмотреть образцы длиной около десяти сантиметров в субмиллиметровом разрешении.
Результаты показали корреляцию между содержанием металлов, связанных с распределением меланина (кальция, меди и цинка), и особенностями пигментного узора. В частности, концентрация всех трех металлов оказалась повышенной в области черного цвета и значительно сокращалась в области белого цвета в случае оперения пустынного канюка. Аналогичная связь обнаружена в случае темных полос на перьях сипухи и пустельги. В свою очередь, содержание цинка коррелировало с интенсивностью красного цвета в оперении краснохвостого сарыча.
По словам ученых, открытие может повысить точность воссоздания внешнего вида ископаемых организмов. Кроме того, полученные данные вносят фундаментальный вклад в понимание механизма пигментации и могут использоваться в медицинских целях, например в рамках биопсии.
Наука
Денис Стригун
