Черные не становятся намного чернее оперения райских птиц мужского пола, и новые исследования показывают, почему.
Самые черные перья этих птиц в тропических лесах имеют принципиально другую форму на микроскопическом уровне по сравнению с обычными черными перьями. Наноструктура пера делает их особенно склонными к рассеиванию и поглощению света, а это, в свою очередь, делает их не только черными, но и тускло-черными, которые, кажется, отбрасывают свет.
«Черные так поражают этих райских птиц. Они действительно выглядят иначе», - сказала Тереза Фео, научный сотрудник отделения птиц Смитсоновского института. «Когда ты смотришь на них, они такие темные, что твои глаза не могут на них сфокусироваться. Ты почти чувствуешь себя немного одурманенным».
Самый черный из черных
Райские птицы более известны своими ярко выраженными цветами, чем темным оперением. Они найдены в таких местах, как Индонезия и Австралия, и славятся своими длинными хвостами, яркими цветами и эффектными брачными танцами.
Вместе с их красочными перьями, многие виды спортивных матовых черных перьев, которые "так странны", сказал Фео в интервью Live Science. Эта странность побудила аспиранта Гарварда Дакоту Маккой начать изучать структуру перьев, чтобы понять, почему они так хорошо поглощают свет. Позже Фео и несколько других коллег присоединились к проекту, чтобы помочь сделать работу по визуализации и моделировать оптику структур перьев пяти видов райских птиц и двух простых черных видов птиц.
Используя сканирующую электронную микроскопию и другие чрезвычайно близкие методы визуализации, исследователи обнаружили, что супер-черные перья имеют необычную микроскопическую структуру. По словам Фео, крошечные микроскопические ветви обычных черных перьев обычно перекрывают друг друга и лежат ровно. Супер черные перья, с другой стороны, имеют сложную ветвящуюся структуру - если смотреть вблизи, ветви выглядят как высушенные свернувшиеся листья дуба. По словам Фео, вместо того, чтобы отдыхать, они держатся в маленьких лесных ветвях, как щетинки на бутылочной щетке.
Делаем цвета поп
Эта структура по существу удерживает свет, направляя его вокруг крошечных пустот между ветвями. Чем больше свет рассеивается таким образом, тем больше его неизбежно попадает на поверхность пера снова. И чем больше раз свет попадает на поверхность пера, тем больше возможностей для его поглощения, а не отражения глазом зрителя.
Фактически, отражательная способность супер-черных перьев была почти такой же низкой, как и у многих синтетических материалов, которые были сделаны как можно более не отражающими, между 0,05 и 0,31%, сообщили исследователи 9 января в журнале Nature Communications. Для сравнения, обычные черные перья отражают от 3,2 до 4,7 процента света.
Фео сказал, что только райские птицы мужского пола имеют эти ультра-черные перья, и их можно найти только на их крыльях, сундуках и других местах, которые птицы демонстрируют во время спаривания. (Пока неизвестно, имеют ли другие птицы аналогичные структуры, сказал Фео.) Исследователи подозревают, что самцы используют светососущие пятна оперения, чтобы выделить свои красочные переливающиеся пятна в виде оптического обмана, знакомого любителям китч-искусства.
«Если вы когда-либо смотрели на бархатную картину Элвиса, одну из тех картин на бархате, эти цвета всплывают», - сказал Фео.
