i

Aktuální číslo:

2026/3

Téma měsíce:

Póry

Obálka čísla

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 zoologii na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. V současnosti působí na Fakultě životního prostředí ČZU v Praze. Zabývá se behaviorální a urbánní ekologií ptáků z makroekologické a komparativní perspektivy. V rámci postdoktorandských stáží působil na Kalifornské univerzitě v Los Angeles (Fulbrightovo stipendium), Technické univerzitě v Mnichově a v Ústavu biologie obratlovců AV ČR.
Mikula Peter

Doporučujeme

Zakouzlení světa

Zakouzlení světa

Ondřej Vrtiška  |  3. 3. 2026
Veřejný komunikační prostor zaplavily misinformace, dezinformace a žvást (což je ještě docela vlídný překlad termínu bullshit, který americký...
Od kuriozit k Nobelově ceně

Od kuriozit k Nobelově ceně uzamčeno

Jan Hynek, Matouš Kloda, Jan Demel  |  3. 3. 2026
O existenci porézních materiálů nemá většina lidí velké povědomí, ačkoliv je všichni běžně používáme – například pytlíček se silikagelem v krabici...
Vítěz bere vše

Vítěz bere vše uzamčeno

Marek Janáč  |  25. 2. 2026
„Pokud by k nějaké kombinaci prudkého rozvoje schopností systémů umělé inteligence a průmyslu došlo kupříkladu jen v Číně, dostal by se zbytek...