i

Aktuální číslo:

2025/6

Téma měsíce:

Červená

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 v Ústavu biologie obratlovců AV ČR. Zabývá se behaviorální ekologií ptáků z makroekologické a komparativní perspektivy. Od října 2022 do března 2023 působil v rámci Fulbrightova stipendia na katedře ekologie na evoluční biologie Kalifornské univerzity v Los Angeles.
Mikula Peter

Doporučujeme

Hvězdy, které se červenají

Hvězdy, které se červenají

Soňa Ehlerová  |  2. 6. 2025
Existují dvě skupiny lidí, kteří při slově „červenání“ pociťují výrazně nelibé pocity. Do první patří ti, kteří se hodně rdí a jimž to zároveň...
Barva krve, moci a života

Barva krve, moci a života

Jan Turek  |  2. 6. 2025
Červená barva není ani trochu neutrální. Její vnímání člověkem má velmi široké rozpětí. Je pro nás barvou lásky a života, ale také krve,...
Červená v říši zvířat

Červená v říši zvířat uzamčeno

Jaroslav Petr  |  2. 6. 2025
Jasnými barvami živočichové varují své okolí, ale také lákají partnery. Červené zbarvení získávají mnoha rozličnými způsoby.