i

Aktuální číslo:

2022/6

Téma měsíce:

200 let G. J. Mendela

Nanoštruktúra vtáčích pier môže inšpirovať materiálových inžinierov

 |  4. 4. 2022
 |  Vesmír 101, 218, 2022/4

Celý rad vtákov vrátane pávov či kolibríkov vďačí za pestrú farebnosť operenia štruktúrnym farbám (to znamená, že výsledná farba je určená štruktúrou peria a nie napr. pigmentmi). Iridiscentné (dúhové alebo opalizujúce) farby sú jedným zo štruktúrnych typov sfarbenia, kde sa vnímaný odtieň farby mení v závislosti od pozície pozorovateľa a uhla dopadajúceho svetla.

Iridiscentné operenie vzniklo pri najrôznejších skupinách vtákov a je výsledkom nanoštruktúry peria, konkrétne tvaru melanozómov (organel vyplnených melanínom) v perových barbuloch (jemných bočných lúčoch odštiepujúcich sa od perových vetvičiek). Nedávna štúdia vedcov z USA odhalila, že kľúčovou vlastnosťou pri produkcii iridiscentných farieb je hrúbka melanínovej vrstvy, do ktorej sú melanozómy usporiadané. Na dosiahnutie žiarivých farieb je nevyhnutné, aby bola tenká. Autori zistili, že pôvodným (ancestrálnym) znakom vtákov je prítomnosť hrubej melanínovej vrstvy v perách, ktorá produkuje len slabo iridiscentné operenie (napríklad niektoré škorce alebo krkavcovité). Autori odhalili aj to, že usporiadanie melanozómov do tenkých melanínových vrstiev sa objavilo pri vtákoch niekoľkokrát nezávisle od seba, pričom rôzne skupiny vtákov dosahujú toto usporiadanie rozdielnymi spôsobmi: priamym stenčením vrstvy, vyhĺbením priestoru v melanozómoch (vyzerajú ako prázdne tyčinky), alebo ich sploštením do akejsi doštičky. Vznik tenkých melanínových vrstiev umožnil vtákom viac než zdvojnásobiť paletu farieb produkovaných ancestrálnou hrubou melanínovou vrstvou a aj zvýšiť ich jas.

Toto zistenie môže byť veľmi užitočné z viacerých dôvodov. Melanozómy niekedy ostávajú milióny rokov zachované vo fosílnom perí a paleontológovia môžu na základe ich tvaru odvodiť pôvodné sfarbenie druhu. Druhohorný teropod Microraptor sa svojím sfarbením mohol podobať na naše škorce, pretože v jeho operení sa našli pomerne hrubé melanínové vrstvy. Získané poznatky môžu pomôcť napríklad aj pri vývoji iridiscentných nanoštruktúrovaných materiálov užitočných pri zachytávaní svetla alebo manipulácii s ním, pri tvorbe farieb a náterov neobsahujúcich farbivá alebo pigmenty, či multifunkčných materiálov. Melaníny sú totiž okrem produkcie iridiscentných farieb užitočné aj pri ochrane vtákov pred ultrafialovým žiarením, a vďaka nim sa perie stáva odolnejšie voči poškodeniu vodou alebo baktériami.

Nordén K. K. et al.: eLife, 2021, DOI: 10.7554/eLife.71179

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Ornitologie, Biologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Peter Mikula

RNDr. Peter Mikula, Ph.D. (*1990) vystudoval biologii na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. V současnosti působí na Ústavu biologie obratlovců AV ČR. Zabývá se behaviorální ekologií ptáků z makroekologické a komparativní perspektivy.

Doporučujeme

Slavný všude, jen ne u nás

Slavný všude, jen ne u nás

Marek Vácha  |  30. 5. 2022
„Nikdy si nepsal deník a jeho dopisy vrhají na jeho vnitřní život jen málo světla. Jakožto kněz musel být obzvláště obezřelý při vyjádření svých...
Nejstarší Evropanka

Nejstarší Evropanka uzamčenovideo

Ve čtvrtek 14. září 1950 se v lomu pod návrším Zlatý kůň u Berouna chystají k odstřelu vápence. Je určen pro výrobu cementu. Zahřmí výbuch...
Prolévat luteránskou krev

Prolévat luteránskou krev uzamčeno

Petr Vorel  |  30. 5. 2022
Když se řekne „křížová výprava“, vybaví si čtenář nejspíš tažení středověkých rytířů k Božímu hrobu do Palestiny. Anebo zbabělé křižáky, prchající...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné