ЛОУРЕНС - Эссеист Генри Дэвид Торо сказал, что синяя птица несет небо на спине.
Более века ученые соглашались, говоря, что голубые перья выглядят голубыми по той же причине, что и небо.
Ученый из Канзасского университета и его коллеги говорят, что это не так. Они обнаружили, что перья выглядят голубыми по той же причине, что и нефтяные пятна.
Рик Прум, куратор отдела орнитологии в Музее естественной истории Куамского университета, сказал: «Эти результаты применимы ко многим обычным садовым птицам, включая голубых соек, овсянок индиго и, да, синюю птицу Торо».
Он и его коллеги опубликовали свои открытия о голубизне птичьих перьев в номере журнала Nature от 5 ноября.
Синие перья и голубое небо являются продуктом взаимодействия света со структурой материалов, найденных в обоих, сказал Прум. То есть ни один не синий из-за пигмента, как джинсы.
Но на этом сходство между блюзом заканчивается, сказал Прум.
Небо голубое из-за молекул газа и других частиц, которые рассеивают световые волны в синей части цветового спектра, сказал Прум.
Синий цвет, который вы видите в нефтяном пятне или в синем птичьем перышке, не возникает из-за такого рассеяния, сказал Прум.
«Если вы откроете любой текст по орнитологии, вы увидите утверждение, что перья синей птицы голубые из-за этого рассеяния, и они неверны», - сказал Прум. «Этой догме сто лет».
Синий цвет нефтяных пятен и перьев возникает из-за различий в расстояниях, пройденных световыми волнами, которые отражаются от каждого из них.
Световые волны, движущиеся к вашим глазам от нефтяного пятна, отражаются как от верхней, так и от нижней части пятна.
Из-за разных расстояний, которые приходится преодолевать волнам, пики и впадины большинства из них не совпадают. Таким образом, большинство длин волн света компенсируются, и цвета, связанные с этими длинами волн, не видны.
Впадины и пики небольшого диапазона цветов действительно совпадают и блестяще усилены, сказал Прум. При наличии нефтяного пятна усиленный цвет становится синим.
Тот же общий принцип работает и с перьями, сказал он.
В своих экспериментах Прум делал поперечные разрезы на перьях синей южноамериканской птицы котинга. Колючки - это ответвления, отходящие от центральной части пера.
Когда шипы котинги увеличивают в 20 000-30 000 раз, сказал Прум, вы можете увидеть, что они состоят из губчатой смеси кератина и пузырьков воздуха в пропорции 50:50.
Кератин также является основным компонентом ногтей и волос человека.
В своем исследовании Прум и его коллеги проанализировали распределение пузырьков воздуха. Они обнаружили, что пузырьки в зазубринах перьев расположены слишком близко друг к другу, чтобы голубизна перьев могла быть результатом рассеяния синих световых волн, как в случае с небом.
Но они также обнаружили, что пузыри были распределены достаточно равномерно, чтобы они могли создавать небольшие, но предсказуемые различия в расстоянии, на которое световые волны, ударившие о пузыри, доходили до глаза от шипа.
Как и в случае с нефтяным пятном, эта разница в пройденном расстоянии была причиной синевы.
«Удивительно то, что по мере роста перьев размер этих крошечных воздушных полостей в перьях должен быть точно таким же, чтобы создать правильный цвет», - сказал Прум. «Если пузырьки воздуха различаются по размеру, скажем, на 5 миллионных долей дюйма, в результате получается совершенно другой оттенок."
Прум сказал, что общение животных с помощью цвета «является увлекательной областью. Чтобы понять значение цветовых сигналов - если они имеют значение - и то, как они эволюционировали, мы должны понять, как производятся эти цвета.."
Помимо Прума над проектом работали Родольфо Торрес, адъюнкт-профессор математики KU; Скотт Уильямсон, в то время студент КУ, а теперь аспирант КУ по биологии; и Ян Дайк из Копенгагенского университета.