太阳鸟耀眼的羽毛在两种意义上都很热
与其他类型的羽毛相比,这种鸟类华丽、彩虹色的羽毛更容易升温,这可能使其在炎热、阳光充足的条件下更难保持凉爽。如果是这样,五颜六色的羽毛可能是引诱配偶的昂贵装饰品,研究人员在8月4日的皇家学会界面杂志上报告说。
西班牙毕尔巴鄂Biofisika研究所的生物物理学家SvanaRogalla说,许多关于动物颜色的热特性的研究以前都集中在色素衍生的深色和浅色对光和热的反应之间的差异。人们很少关注热量如何与结构颜色相互作用——通常是由光从微观结构折射而产生的充满活力的彩虹色。从深海蠕虫的鳞片(SN:5/25/20)到蜘蛛的外骨骼(SN:9/9/16),这些结构随处可见。
在这项新研究中,Rogalla及其同事转向了太阳鸟,这种以花蜜为食的鸟类通常比原产于非洲、亚洲和澳大利亚的麻雀要小。太阳鸟的羽毛颜色来自多种来源,包括炽热的类胡萝卜素和深黑色素等色素,以及彩虹色的结构色。
研究人员检查了保存在芝加哥菲尔德博物馆的15种太阳鸟物种,在模拟阳光的灯下加热标本,然后测量羽毛和保存下来的鸟类皮肤的表面温度。
研究小组发现,彩虹色羽毛比只有颜料颜色的羽毛更热。例如,在胸羽中,彩虹色羽毛在光照几分钟后,羽毛表面的平均温度约为74摄氏度,而带有黄色至红色类胡萝卜素色素的羽毛则达到略高于63摄氏度。这种热量也会传递到皮肤,彩虹色羽毛下的皮肤比橄榄色或黄色至红色的羽毛下的皮肤温度高约5摄氏度和8摄氏度。
微观空气层、蛋白质角蛋白和称为黑素体的含黑色素结构的光散射产生彩虹色羽毛的光泽。但丰富的黑色素也使羽毛比其他颜色较浅、黑色素含量较低的羽毛吸收更多的太阳辐射,Rogalla说,这有助于加热。
更重要的是,高倍显微镜和热模拟表明,黑色素体在彩虹色羽毛中的排列促进了热量吸收。深色、非虹彩羽毛中的黑素体分层相对杂乱无章。但是,产生虹彩的堆叠微观结构中的黑素体更有组织且更密集。Rogalla说,彩虹色羽毛可能比黑色羽毛更热,因为那些闪闪发光的羽毛在给定的羽毛区域有更多的黑素体。
黑素体的形状也可能有所不同。虹彩羽毛往往有板状黑色素体,黑色羽毛中有杆状黑色素体,灰色羽毛中有球形黑色素体。该团队的模拟显示,盘状黑素体比其他两种形状的黑素体加热得更多。
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