• Wednesday July 17,2019

Vták rája vytvára farebný tanec s mikroskopickými zrkadlami v periach

Anonim

V malej lesoch v Papue-Novej Guinei sa šesťkanálový vtáčik z raja pripravuje na výstavné číslo. Zvyšuje a rozprestiera krídla tak, že obklopujú jeho telo ako balerína. Začína tancovať, baviť sa zo strany na stranu a bokom, keď otriasol hlavou a švihal svojimi šiestimi štipľavými drôtmi. A po celú dobu jeho hrudné perie blikajú so stále sa meniacou paletou oranžovej, žltej, zelenej a modrej. Len málo zvierat zobrazuje tak úžasne spájajú vznešené a smiešne.

Blikajúce hrudné perie sú pútavou časťou rutiny vtákov. Veľa vtákov od páv až po škorpiky má lesklé perie, ktoré menia farbu, ale tie, ktoré patria k šiestimi drôtovým rajom sú zvláštne. Vďaka svojmu unikátnemu tvaru každý z nich pôsobí ako trojcestné zrkadlo, ktoré umožňuje vtákovi produkovať zmeny farby, ktoré sú oveľa dramatickejšie než to, čo dokážu ostatní vtáky zvládnuť.

Doekele Stavenga objavil tajomstvo šiestich káblových rajských vtákov (známych tiež ako Lawes 'parotia) štúdiom peria pod mikroskopom. Na začiatku sú červené, majú podobnú štruktúru ako takmer všetky ostatné vtáčie perie. Tam je centrálna stonka alebo rachis, a menšie vlákna tzv barbsbranch off od toho. Dokonca aj menšie vlákna nazývané barbule sa odchyľujú od hrotov, a to sú barbules, ktoré dávajú peřím svoje mesmerické vlastnosti.

Každá barbule vyzerá ako rada segmentov v tvare vankúša. Ak prerezávate väčšinu vtáčikov, vyzerajú to ako sploštené ovály v priereze, ale tie z šiestich drôtov v raji vyzerajú ako bumerangy. Každý z nich má hrúbku len 5 mikrónov, okolo šírky prameňa hodvábneho pavúka. Vnútri bumerangu sa nachádza 25 vrstiev tmavého pigmentu nazývaného melanín, ktorý je medzi sebou navzájom stohovaný. A okolo celej dávky je extrémne tenká vrstva keratínu (veci, z ktorých sú vyrobené nechty)

A to je to. Melanín je jediný pigment v okolí a je tmavo hnedý. Takže odkiaľ pochádzajú brilantné modré, zelené a žlté? Sú to štrukturálne farby, ktoré sa vyrábajú nie z pigmentov, ale z ľahkého ohýbania a odrazu od zložitých štruktúr peria - melanínových vrstiev a keratínového náteru.

Stavenga zistil, že ak svieti svetlo na barbules zhora, odrážajú oranžovo-žlté svetlo rovno naspäť a modré svetlo na bokoch. Keď svetlo zasiahne každú vrstvu melanínu, niektoré sú odrazené dozadu a zvyšok prechádza cez dosky nižšie. Vrstvy sú rozmiestnené v správnej vzdialenosti, takže mnohé odrazené lúče svetla sa navzájom zosilňujú a vytvárajú intenzívne výstrety farby - v tomto prípade oranžovo-žlté. Medzitým sa niektoré svetlo zasiahnuté barbulami odráža aj tenkou vrstvou keratínu a tieto odrazy, odrážajúce sa na 60 stupňov na oboch stranách, sú modré.

Môžete to vidieť v nasledujúcich schémach. Keď svetlo zasiahne barbule rovno, rôzne farby sa odrazia späť v rôznych uhloch - žltooranžové smerom do stredu a modré smerom k bokom. Červené kruhy v diagramoch zodpovedajú svetlu, ktoré sa odráža pri uhloch 5, 30, 60 a 90 stupňov.

Ak sa bumerang nakláňa tak trochu mierne, všetky uhly sa menia a tak aj odrážajúce farby. Svetlo zasiahne jednu vrstvu keratínu v horšom uhle a zelené svetlo sa odrazí späť; to dopadne na druhý v strmom uhle, takže sa odráža fialové svetlo. Svetlo zasiahne aj zásobníky melanínu pod iným uhlom, čo mení vzdialenosť, ktorú má pohybovať medzi vrstvami. Opäť sa mení farba odrazov, takže niektoré sú mierne červenejšie a iné mierne žltšie.

To je dôvod, prečo vták môže dosiahnuť také dramatické posuny farby. Môže preskočiť celé viditeľné spektrum jednoducho tým, že nakloní svoje barbule o 10 stupňov. Pravdepodobne nie je žiadna náhoda, že ako súčasť svojho tanca vták strčí hlavu zo strany na stranu (čo vidíte v tomto videu asi dve minúty).

Každá barbule pôsobí ako trojcestné zrkadlo, odrážajúce svetlo z melanínových vrstiev a z dvoch keratínových listov v rôznych uhloch. Jediná barbula by mohla vytvoriť celú dúhu v závislosti od polohy svetelného zdroja a pozorovateľa. Zoznámte sa s účinkami tisícok týchto štruktúr, po celom hrudnom prstenci a môžete pochopiť, prečo má šesťžilový vták v raji taký ohromujúci hrudník.

Triky vtákov sa nachádzajú inde v prírode. Ostatné zvieratá, vrátane vtákov, mäkkýšov a chrobákov používajú mikroskopické vrstvy, aby odrážali intenzívne krásne farby. Squid dokáže dokonca ovládať medzery medzi stohmi a produkovať rôzne odtiene. Medzitým niektorí vtáci, ako sú hornaté holubice alebo saténoví batošníci, majú okolo ich bariéry tenkú reflexnú vrstvu keratínu, ktorá im dodáva lesklý povrch. A úzko spriaznená západná parotia má tie isté bumerang-shaped barbules, hoci nikto nikdy neskúmal ich vlastnosti.

Smaragdový otakárec má aj veľmi podobný trik. Váhy na jeho krídlach vyzerajú ako rady malých misiek, z ktorých každá je lemovaná vrstvami reflektorov, rovnako ako vtáčik raja. Zakrivený povrch odošle späť modré aj žlté svetlo, ktoré sa spájajú, aby vytvorili brilantnú zelenú farbu motýľa. Rovnako ako rajský vták nemá na krídlach žiadne jasné pigmenty. Jeho farba pochádza z prirodzenej schopnosti zmiešať svetlo s rovnakou presnosťou ako maliarske farbivá.

Nick Roberts z firmy Bristol Unviersity, ktorý tiež skúma spôsob, akým zvieratá manipulujú s svetlom, hovorí, že podobnosti medzi motýľom a vtákom sú zaujímavé. "Je to pekný príklad podobných optických štruktúr - viacvrstvových vrstiev nastavených v rôznych uhloch, ktoré odrážajú rôzne farby - ktoré sa vyvinuli vo veľmi odlišných zvieratách samostatne, aby mohli plniť rôzne úlohy, " hovorí.

Samozrejme, že farby môžu vyzerať úžasne, ale nie sme cieľovou skupinou pre výkon muža - samica. Bez toho, aby pochopila, ako vníma oslnivé perie hrudníka muža a aké informácie dostane od neho, môžeme len špekulovať o svojom pôvode a zámere.

Odkaz: Proc Roy Soc B //dx.doi.org/10.1098/rspb.2010.2293

Viac informácií o periach:

  • Fosílny tučniak dostane svoje farby
  • Prví vtáci boli chudobnými letákmi - chlopňami by sa prehĺbilo archeopteryxové perie
  • Dramatická reštrukturalizácia peria dinosaura odhalená dvomi mladíkmi toho istého druhu
  • Aké farby boli perie dinosaura?
  • Insider 's pohľad na perie, zázrak bioengineering

Ak citačný odkaz nefunguje, prečítajte si prečo tu
//


Zaujímavé Články

Ľudské kmeňové bunky opravia strata sluchu v Gerbils

Ľudské kmeňové bunky opravia strata sluchu v Gerbils

Výskumníci našli spôsob, ako používať ľudské embryonálne kmeňové bunky na obnovenie počúvania na gerbily. Konkrétne boli schopní napraviť poškodenie nervu, ktorý spája vnútorné ucho s mozgom, ako to uviedli v prírode tento týždeň. Tento typ straty sluchu, ktorý postihuje mnoho ľudí, je v súčasnosti neliečiteľný; to nie je pomôcť načúvacími pomôckami alebo kochleárnymi implantátmi, z ktorých obe závisia od sluchového nervu, aby poslal konečné signály do mozgu. Aplikovaná na ľudí by mohol tento výskum pomôc

Veľké explózie v Sakurajima prach Kagoshima s Ash

Veľké explózie v Sakurajima prach Kagoshima s Ash

[HTML1] Sakurajima je jedným z najaktívnejších sopiek na svete - každý rok produkuje stovky explózií s popolom. Tieto výbuchy sú zvyčajne malé a dosahujú len pár stoviek metrov nad nekontrolovaným kráterom Showa. Príležitostne sa vyskytujú veľké výbuchy a tento víkend Sakurajima produkoval jednu z najväčších výbuchov v desaťročiach (možno najväčší od erupcie VEI 4 v roku 1914, pozri video vyššie). Výbuchová erupcia (pozri nižšie) z

Prečo ľudia na mobilných telefónoch sú najhoršie

Prečo ľudia na mobilných telefónoch sú najhoršie

Ak by to bolo naliehavé, možno by sme mohli byť viac odpúšťajúci. Ale predmet tohto telefónu zavolá jednu stôl v Starbucks nikdy sa zdá byť životne dôležité. Rekonštrukcia kúpeľne, možno. Alebo rozpoznávanie rozhovorov s textovými správami s ex. Ak máte podozrenie, že ste počúvali telefonické rozhovory, sú prirodzene oveľa hrozivejšie než ľudia, ktorí hovoria tvárou v tvár, máte pravdu: výskumy ukazujú, že tieto rozhovory sa dotýkajú našich šálok espresa, upútajú pozornosť a nepúšťajú. Psychológ Veronica Galván študoval tento problém n

Tieto borovicové stromy vždy smerujú k rovníku, ale prečo?

Tieto borovicové stromy vždy smerujú k rovníku, ale prečo?

Vo svete vzpriamených stromov sa jeden druh odvažuje byť iným. Cookove borovice, typ vysokého štíhleho stálezeleného domorodého na vzdialený ostrov v južnom Tichom oceáne, na prvý pohľad sa zdajú byť prepadnuté. Mnohé sa nakláňajú neisto na stranu, ako keby boli zachytené v silnom vetre, hoci ich lístia nehromadí žiadny vánok. Aj keď sa to môže zdať ak

Dehydrované morské hady: Smäd je skutočný

Dehydrované morské hady: Smäd je skutočný

Je to škoda, že hady môžu oceniť iróniu. Ak by to mohli, morské hadi v Austrálii by mohli nájsť nejaký humor vo svojej situácii. Napriek tomu, že žijú vo vode, zdá sa, že trávia veľa svojho času zúfalo dehydrovaným. Skutoční morské hadi alebo Hydrophiini zahŕňajú viac ako 60 druhov takmer desivých dobre prispôsobených plazov. Plávajú s pôvabným, stužkovým

Maskovací materiál vytvára objekty, ktoré sa nedajú dotknúť

Maskovací materiál vytvára objekty, ktoré sa nedajú dotknúť

V populárnej ľudovej fantázii "Princess and the Pea", mladá dievčina dokáže svoju citlivú princeznú, keď hrášok, vložený pod 20 matracov a 20 perličiek, ničí spánok. Ale keby spala na vrchole tenký list vedcov, nový nanomateriál na zakrytie dotykov, spala by ako skala. Výskumní pracovníci Karlsruheho technologického inštitútu vytvorili materiál, ktorý znie ako niečo z fiktívneho príbehu: elasto-mechanický plášť, ktorý sa nedá oddeliť. Štruktúrna štruktúra založená na poly