Белый медведь кажется белоснежным, но его шерсть не содержит белого пигмента, а кожа под густым мехом почти чёрная. Это не оптическая иллюзия в привычном смысле: цвет возникает из-за того, как множество бесцветных волосков взаимодействует со светом. Такая особенность помогает понять, почему внешний вид животного и строение его покровов не совпадают.
Шерсть белого медведя состоит из плотного подшёрстка и более длинных остевых волос. Под микроскопом отдельные волоски выглядят не как белые окрашенные нити. Остевые волосы в основном бесцветные, часто имеют полость внутри, а тонкие волосы подшёрстка тоже лишены белого пигмента. На это обращает внимание научно-справочная служба Библиотеки Конгресса США.
Почему же медведь выглядит белым? Свет, проходя через шерстный покров, многократно рассеивается на границах волосков и воздуха. В результате к наблюдателю возвращаются лучи разных видимых цветов, и глаз воспринимает мех как белый. Похожий эффект возникает у некоторых других светлых материалов, цвет которых определяется структурой, а не красителем.
Под этим светлым покровом находится тёмная кожа. Её цвет связан с пигментацией, и чёрная поверхность способна поглощать значительную часть падающего на неё излучения. Однако распространённое объяснение, будто каждый волос работает как оптоволокно и специально проводит солнечный свет прямо к коже, не подтверждено: исследователи проверяли эту гипотезу и не нашли оснований считать шерсть системой световодов.
Защита от арктического холода обеспечивается не одним цветом кожи. Основную роль играет комплекс приспособлений: густой мех удерживает слой воздуха, а подкожный жир дополнительно замедляет потерю тепла. Благодаря этому медведь может сохранять температуру тела в суровых условиях, проводить время на морском льду и заходить в холодную воду.
Наружный вид шерсти при этом не всегда одинаков. На ярком снегу она часто кажется почти белой, при другом освещении приобретает кремовый или желтоватый оттенок. На цвет влияют условия света и состояние волос. Известны даже случаи, когда мех животных в зоопарках зеленел: учёные связывали это с микроскопическими водорослями, поселившимися внутри полых волос.
Белый окрас полезен и для маскировки. На фоне снега и льда крупного хищника труднее заметить издалека. Но камуфляж не следует путать с полной невидимостью: тёмные нос и глаза, движение и контраст с окружающей средой могут выдавать зверя. Кроме того, охотничий успех зависит от состояния морского льда и поведения добычи.
Таким образом, выражение «у белого медведя прозрачная шерсть и чёрная кожа» в целом верно, если помнить о нюансах. Бесцветные волоски рассеивают свет, создавая привычный белый облик, а теплоизоляция достигается прежде всего строением меха и жировой прослойкой. Эта комбинация — один из примеров приспособления млекопитающих к жизни в Арктике.
Подробности строения волос и истории исследования описаны в материале Библиотеки Конгресса США. О густом мехе, тёмной коже и подкожном жире также рассказывает Чикагский зоопарк Lincoln Park.