Черные перья райских птиц способны поглощать до 99,95% попадающего на них света, выяснили американские ученые. По их мнению, эта особенность развилась благодаря половому отбору. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
Большинство райских птиц обитает на Новой Гвинее. Самки обычно имеют невзрачное коричневатое оперение, самцы же обладают яркой и пестрой окраской. Они исполняют перед самками брачные танцы, распуская перья, а самки тщательно изучают окрас самца и следят за его движениями, прежде чем решиться на спаривание.
Механизмы, определяющие окрас птиц, делятся на две категории. К первой относится пигментация, ко второй — структурные особенности перьев, приводящие к преломлению и рассеиванию света. Форма, направление и гладкость бородок и бородочек способна делать оперение блестящим и переливающимся.
Внимание американских биологов под руководством Дакоты Маккой из Гарвардского университета привлекла особенность райских птиц, встречающаяся у самцов практически всех видов — необычайно глубокий черный окрас некоторых перьев, обычно соседствующих с яркими перьями.
Яркая окраска самцов птиц и ее роль в брачных ритуалах хорошо известны. Однако для райских птиц оказалась важна еще и чернота перьев. У некоторых самцов встречаются перья настолько черные, что по способности поглощать свет они соперничают с Vantablack, самым черным веществом в мире. При взгляде на них сложно сфокусироваться на их поверхности — они выглядят как зияющие черные провалы.
Оптический анализ показал, что перья способны поглотить до 99,95% света. Vantablack, для сравнения, способен поглотить до 99,96%.
Даже после того, как исследователи покрыли перья золотистой краской, они остались черными, так как их цвет обусловлен не столько пигментацией, сколько физическими свойствами.
«Эволюция иногда принимает те же решения, что и люди», — говорит профессор Рик Прум, один из авторов исследования.
Чтобы более подробно изучить механизм поглощения света перьями, исследователи создали компьютерную 3D-модель на основе результатов компьютерной томографии перьев. Моделирование показало, что каждый раз, когда луч света падает на перо, та его часть, которая не была поглощена, многократно переотражается от поверхностей бородок. Таким образом, в итоге почти весь свет оказывается поглощен.
«Очевидно, что структурное поглощение света следует рассматривать наряду с пигментацией, как важный элемент, определяющий внешнюю привлекательность особи», — пишут авторы работы.
Интересно, что перья, которые не играли роли в брачных ритуалах, имели обычную структуру и отражали почти 5% света.
«Яблоко кажется нам красным независимо от того, находится оно на свету или в тени, потому что у всех позвоночных глаза и мозг приспособлены к тому, чтобы регулировать восприятие в зависимости от освещения. И цветные перья райских птиц благодаря сверхчерному оперению кажутся нам еще ярче — мы воспринимаем их так, как воспринимали бы яблоко в тени, — приводит пример Дакота Маккой. — Эволюция не упорядоченный последовательный процесс, она способна создавать удивительные новшества. Эти сверхчерные перья и их уникальная структура могут вдохновить людей на создание более совершенных солнечных батарей или новых тканей, как уже сделали сверхчерные крылья бабочек».
Материалы, способные максимально блокировать свет, весьма востребованы. Они нужны, например, для покрытия элементов управления спутников, дефлекторов, абсорберов сверхпроводящих детекторов. Также их можно использовать в коронографах — специальных телескопах, позволяющих наблюдать за солнечной короной вне затмений. Кроме того, светопоглощающие покрытия будут полезны для беспилотных автомобилей — если солнечные лучи ослепляют систему видения, это сказывается на безопасности поездки. Помимо этого, их можно использовать и для увеличения поглощения тепла в материалах, используемых в технологиях по концентрации солнечной энергии и в военной промышленности для создания «температурного камуфляжа».
