Цвета колибри создаются блиноподобными структурами в их перьях

Перья колибри обладают иризацией — свет отражается от них, как от мыльного пузыря, создавая переливающиеся оттенки, которые меняются в зависимости от угла зрения. Новое исследование в журнале Evolution показывает, что, хотя перья колибри имеют тот же базовый состав, что и у других птиц, особая форма содержащих пигмент структур позволяет им отражать радужный свет.

Исследователи провели крупнейшее оптическое исследование перьев колибри, изучив перья 35 видов с помощью просвечивающих электронных микроскопов и сравнив их с перьями других ярких птиц, например, крякв.

• Структура пера: Все птичьи перья состоят из кератина и устроены как крошечные деревья. Клетки «листьев» пера (бородок) содержат органеллы, производящие пигмент, — меланосомы.
• Структурный цвет: Иризацию создаёт не сам пигмент, а форма и расположение меланосом, которые отражают свет особым образом. Это аналогично тому, как бесцветное мыло образует радужную мыльную плёнку.
• Уникальность колибри: В то время как у уток меланосомы имеют бревнообразную форму и не содержат воздуха, у колибри они блиноподобные (плоские) и содержат множество крошечных пузырьков воздуха. Эта уплощённая форма и пузырьки создают более сложный набор поверхностей для отражения света, что усиливает иризацию.
• Эволюция признаков: Черты, делающие перья колибри особенными (форма меланосом, толщина слоёв пера), эволюционировали независимо. Это позволило колибри «комбинировать» более широкий набор признаков, что в итоге делает их окраску сложнее и разнообразнее, чем у других птиц.

Исследование также открывает путь к пониманию эволюции конкретных окрасок. Не все колибри яркие — у некоторых видов самки менее красочны, а у других оперение довольно тусклое. Модель, описанная в работе, помогает понять, как достигаются эти вариации, и ставит новые вопросы: например, почему, имея потенциал для широкой палитры, многие колибри всё же зелёные.

«Это исследование закладывает основу для понимания того, как развиваются цветовые узоры. Теперь, когда мы лучше представляем, как структура пера связана с цветом, мы можем выяснить, какие гены лежат в основе этих невероятных окрасок у птиц», — говорит первый автор Чад Элиасон.