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天堂鸟的黑色羽毛

席德·帕金斯(S  发表于 2018年09月19日

许多雄性天堂鸟在求偶时都选择展示自己靓丽多彩的羽毛,不过也有一小部分更加得意它们透黑(superblack)的翼羽。这些鸟类翼羽的乌黑程度,即便与专门用于吸收光线的人造材料相比,也毫不逊色。现在,研究人员终于探明了隐藏在这些羽毛结构中的秘密。

和大多数不透明的物体一样,羽毛的颜色一般来自于表面涂膜中的色素(类似于皮肤中的黑色素),或是能反射光线的微小表面结构(例如蝴蝶和甲虫身上的虹彩色)。不过,上述研究的合作者、哈佛大学演化生物学家达科塔·麦科伊(Dakota McCoy)表示,从原理上说,天堂鸟的透黑翼羽与蝴蝶和甲虫身上出现的虹彩色恰恰相反。今年1月,麦科伊和同事在《自然·通讯》(Nature Communic)上发表的论文显示,这种透黑羽毛能吸收高达99.95%的可见光。

仔细观察这种用于展示的羽毛,就能发现它捕捉光线的秘密:羽毛尖端分布着一种被称作羽小枝的微结构,羽小枝上还覆盖着大量更微小的分叉结构。相较而言,多数翼羽的羽小枝都有尼龙粘扣式的倒钩,这些倒钩将相邻的羽小枝连成一片,构成牢固又不失灵活性的空气动力学表面。麦科伊介绍说,当光线照到天堂鸟透黑羽毛上的羽小枝森林时(羽小枝和羽毛向外的尖端形成约30°的夹角),光线不会被直接反射回去,而是在这些微小结构形成的空腔中来回反射。即便喷涂上气态金粉,这些羽毛呈现的仍然是黑色,而在相同情况下,靠色素呈现黑色的羽毛则会显示金色,麦科伊补充道。

比利时根特大学的演化生物学家马修·沙基(Matthew Shawkey,未参与本项研究)认为,该团队的发现揭示了一种新型的羽毛微结构。“这种结构的羽毛比靠色素呈现黑色的羽毛还要黑,”沙基说。

其他天堂鸟的黑羽毛,或透黑天堂鸟其他部位生长的黑羽,对光线的反射率都比这种透黑翼羽高10到100倍,麦科伊说。

麦科伊和同事认为,这些透黑的羽毛是为反衬周遭鲜亮的羽毛,进而吸引潜在配偶而演化出来的。研究人员发现,在所有长着透黑羽毛的鸟类中,这种特殊羽毛周围总是紧邻着鲜艳亮丽的羽毛。在求偶过程中,雄鸟撑开这些黑羽,好让雌鸟看到最佳的对比效果,麦科伊补充道。

“这肯定与伪装无关,”沙基说,“透黑翼羽是为了让周围那些鲜亮的羽毛更加夺目。”


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