Czerń nie robi się znacznie bardziej czarna niż upierzenie rajskich ptaków płci męskiej, a nowe badania pokazują, dlaczego.
Najczarniejsze pióra tych ptaków z lasów deszczowych mają zasadniczo odmienny kształt, na poziomie mikroskopowym, w porównaniu ze zwykłymi czarnymi piórami. Nanostruktura pióra sprawia, że są one szczególnie podatne na rozpraszanie i wchłanianie światła, a to z kolei czyni je nie tylko czarnymi, ale matową czernią, która zdaje się zmywać światło.
„Czerń jest tak uderzająca w rajskich ptakach. Naprawdę wygląda inaczej” - powiedziała Teresa Feo, doktor habilitowana w Smithsonian Institution's Division of Birds. „Kiedy na nich patrzysz, są tak ciemne, że twoje oczy nie mogą się na nich skupić. Prawie czujesz się trochę nieswojo”.
Najciemniejszy z czarnych
Rajskie ptaki są bardziej znane z dramatycznie jaskrawych kolorów niż ciemne upierzenie. Występują w miejscach takich jak Indonezja i Australia i słyną z długich ogonów, jasnych kolorów i efektownych tańców godowych.
Oprócz kolorowych piór wiele gatunków ma matowe czarne pióra, które są „tak dziwne”, powiedział Feo na żywo. Ta dziwność skłoniła absolwentkę Harvardu, Dakotę McCoy, do zbadania struktury piór, aby dowiedzieć się, dlaczego tak dobrze absorbują światło. Feo i kilku innych współpracowników przyłączyli się później do projektu, aby pomóc w pracach obrazowych i modelować optykę struktur piórowych pięciu gatunków rajskich ptaków i dwóch zwykłych czarnych gatunków ptaków.
Korzystając ze skaningowej mikroskopii elektronowej i innych metod obrazowania z bardzo bliska, naukowcy odkryli, że super czarne pióra mają niezwykłą strukturę mikroskopową. Feo powiedział, że najdrobniejsze mikroskopijne gałęzie czarnych piór zwykle zachodzą na siebie i leżą płasko. Z drugiej strony super czarne pióra mają złożoną strukturę rozgałęzienia - patrząc z bliska gałęzie wyglądają jak wysuszone, zwinięte liście dębu. Feo powiedział, że zamiast spoczywać płasko, trzymają się niewielkich lasów gałęzi, jak szczecina szczotki do butelek.
Wyskakujące kolory
Ta struktura zasadniczo zatrzymuje światło, odbijając je wokół małych pustek między gałęziami. Im bardziej światło rozprasza się w ten sposób, tym bardziej nieuchronnie uderza w powierzchnię pióra. Im więcej światła padnie na powierzchnię pióra, tym więcej jest możliwości jego pochłonięcia niż odbicia w oku widza.
W rzeczywistości współczynnik odbicia superczarnych piór był prawie tak niski, jak wiele materiałów syntetycznych wykonanych tak, aby były możliwie jak najmniej odblaskowe, na poziomie od 0,05 do 0,31 procent, badacze podali 9 stycznia w czasopiśmie Nature Communications. Dla porównania zwykłe czarne pióra odbijają około 3,2 do 4,7 procent światła.
Feo powiedział, że tylko męskie rajskie ptaki mają te ultra czarne pióra i można je znaleźć tylko na skrzydłach, skrzyniach i innych miejscach, które ptaki pokazują podczas pokazów godowych. (Nie wiadomo jeszcze, czy inne ptaki mają podobną strukturę, powiedział Feo). Naukowcy podejrzewają, że samce wykorzystują przepuszczające światło płaty upierzenia, aby wypuścić kolorowe, opalizujące płaty w rodzaju złudzenia optycznego znanego miłośnikom sztuki kiczowej.
„Jeśli kiedykolwiek spojrzałeś na aksamitny obraz Elvisa, jeden z tych obrazów na aksamicie, te kolory pojawiają się” - powiedział Feo.
