Ученые проследили разнообразие цветов глаз диких кошек до их древнего предка

Пронзительный золотистый взгляд гепардов, поразительный синий взгляд снежных барсов и светящийся зеленый блеск леопардов — все эти черты можно проследить до одного предка, похожего на оцелота предка из семейства кошачьих, который бродил по Земле более 30 миллионов лет назад.

В новом исследовании, опубликованном в журнале iScience, ученые из Гарварда утверждают, что в этой предковой популяции, вероятно, были кошки как с карими, так и с серыми глазами, причем последние проложили путь быстрому и широкому разнообразию цвета радужной оболочки, наблюдаемому у современных видов кошек.

«Когда я начал это исследование, я спросил: «Что мы знаем о цвете глаз?» И правда в том, что очень мало, поскольку практически нет филогенетических эволюционных исследований цвета глаз», — сказал ведущий автор Джулиус Табин из Высшей школы искусств и наук имени Гриффина.

Большинство исследований сосредоточены на распределении цветов глаз у вида или на генах, участвующих в формировании цвета глаз у людей и домашних животных. Исследования цвета глаз в популяциях животных редки из-за проблем сохранения и отсутствия разнообразия — у большинства животных карие глаза.

В то время как цвет глаз у людей, вероятно, является результатом полового отбора, а у одомашненных животных — результатом искусственного отбора, Табин задался вопросом, что подстегнуло широкое разнообразие диких кошачьих. Не имея возможности опереться на ископаемые останки, Табин применил новый подход, проанализировав цифровые изображения из таких источников, как iNaturalist, чтобы идентифицировать и классифицировать различные цвета глаз в 52 таксонах кошачьих.

Табин и соавтор Кэтрин Чиассон из Университета Джонса Хопкинса, создали алгоритм для сопоставления цветов радужной оболочки глаз с филогенетическим древом семейства кошачьих.

«Мы обнаружили большую изменчивость окраски между видами», — сказал Табин, — «но, что шокирует, мы также обнаружили большую внутривидовую изменчивость. У большинства видов глаза имеют один цвет без вариаций. Поэтому действительно удивительно, что когда вы смотрите на кошек — львов, тигров, пантер и т. д. — мы видим все эти разные цвета глаз. На самом деле существует очень мало видов, которые имеют только один цвет глаз в своей популяции».

Вооружившись цветами, нанесенными на филогенетическое дерево, исследователи приступили к реконструкции предкового состояния. Они обнаружили, что ранние, до-кошачьи линии (предок кошачьих и их ближайшие родственники, линзанги) имели только карие глаза. Однако после того, как вид линзангов отделился, сероглазые кошки появились наряду с кареглазыми.

«Вероятно, это произошло из-за генетической мутации, которая резко уменьшила пигмент в глазу», — сказал Табин. Меланин может быть либо эумеланином, который имеет коричневый цвет, либо феомеланином, который имеет желтый цвет.

Чтобы перейти от карего глаза к серому, потребуется уменьшение эумеланина. Это уменьшение приведет к тому, что глаз будет не полностью карим и не полностью серым, а коричневато-серым, что и обнаружили исследователи.

Эти сероглазые кошки открыли дверь всплеску зеленых, желтых и синих оттенков, создав связующее звено между карими глазами и новыми цветами.

«Голубые глаза требуют тщательно сбалансированного низкого уровня пигмента и, вероятно, являются рецессивными у кошачьих. Дикая популяция, вероятно, не сможет поддерживать голубые глаза в популяции, где есть только одна особь с голубыми глазами среди моря карих глаз», — сказал Табин. «Вероятно, вам понадобится что-то светлее коричневого, но не такое светлое, как голубой, чтобы стать посредником. И вот что вы видите: у каждого вида кошек с голубыми глазами есть также серые глаза». 

Табин и Чиассон также заметили, что карие и желтые глаза редко сосуществуют в пределах одного вида. Они сказали, что были удивлены, обнаружив положительную корреляцию между желтыми глазами и круглыми зрачками, и отрицательную корреляцию между карими глазами и круглыми зрачками.

Исследователи не обнаружили значимых корреляций между режимом активности, зоогеографическим регионом, средой обитания и однородностью цвета глаз, что оставляет открытым вопрос об адаптивном преимуществе наличия разного цвета глаз.

Исследователи не только реконструировали общие типы цвета глаз, присутствующие в каждом эволюционном узле, но и смогли предсказать точный цвет глаз каждого предка.

«Возможность количественно реконструировать цвет — одно из самых сильных преимуществ статьи, поскольку это означает, что мы первые животные, которые увидели цвет этих глаз с тех пор, как эти кошачьи жили миллионы лет назад», — сказал Табин.

Исследование открывает возможность для более глубокого изучения эволюционной важности серых глаз, а также эволюции цвета глаз в естественных популяциях, сказал Табин. «Я все еще нахожусь в приподнятом настроении от осознания того, что у предка кошачьих были как карие, так и серые глаза, потому что я этого не ожидал и даже не думал об этом».