重返黑色:天堂鳥如何獲得午夜羽毛

動物羽毛上的微小微結構吸收了大部分入射光

天堂鳥,例如這裡展示的雄性華麗天堂鳥,擁有非常黑色的羽毛,這有助於它們吸引雌性。

埃德·斯科爾斯

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許多雄性天堂鳥在求偶炫耀中使用鮮豔的顏色和虹彩羽毛——但少數物種也炫耀超黑色的羽毛。現在,研究人員已經梳理出這些羽毛背後的結構秘密,這些羽毛甚至可以與旨在吸收光線的人造材料的深沉、天鵝絨般的黑色相媲美。

羽毛,像大多數不透明物體一樣,通常從表面塗層中的色素(很像黑色素使皮膚著色)或反射光線的微小表面結構(例如在虹彩蝴蝶和甲蟲上發現的那些)獲得顏色。但哈佛大學的進化生物學家、最近一項關於該主題的研究的合著者達科他·麥考伊說,超黑羽毛與虹彩羽毛相反。麥考伊和她的同事在1月份的《自然通訊》雜誌上報道,這種羽毛吸收了高達99.95%的入射可見光。

仔細觀察這些特殊的展示羽毛,就會發現它們的光線捕獲技巧:被稱為小羽枝的微結構,位於羽毛尖端附近,覆蓋著大量更小的分支結構。相比之下,大多數飛羽的小羽枝具有類似尼龍搭扣的鉤子,可以鉤住相鄰的小羽枝,形成堅固而靈活的空氣動力學表面。麥考伊說,當光線照射到超黑羽毛的小羽枝森林時——這些小羽枝以大約30度的角度朝向羽毛的外尖端傾斜——光線會被反射到微小結構之間的空腔中,而不是向外反射。她補充說,即使塗上汽化的金,這些羽毛仍然呈現黑色,而從色素中獲得黑色的羽毛在類似塗層時看起來是金色的。


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天堂鳥Parotia wahnesi的超黑羽毛從其羽毛上的微小羽枝獲得吸光能力。圖片來源:達科他·麥考伊

比利時根特大學的進化生物學家馬修·肖基說,該團隊的發現揭示了一種新型的羽毛微結構,他沒有參與這項研究。“這種結構增強了羽毛色素產生的黑色,”肖基說。

麥考伊說,在其他天堂鳥身上發現的黑色羽毛——以及在團隊分析的其中一個物種的其他地方發現的一些黑色羽毛——反射的光線比超黑羽毛多10到100倍。

她和她的同事提出,這種墨黑色的羽毛進化出來是為了強調顏色更鮮豔的羽毛,從而幫助吸引潛在的配偶。麥考伊指出,在研究人員檢查的所有超黑物種中,特殊的羽毛總是緊鄰明亮、有光澤的羽毛。在求偶炫耀期間,雄性會舉起這些羽毛,使羽毛從雌性的角度看起來最黑。

肖基說:“這絕對不是為了偽裝。”“這種超黑的羽毛正在增強與附近那些顏色鮮豔的羽毛的對比。”

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