Ukázalo se, že neobvyklá duhově zbarvená barva kolibřího peří je spojena s jedinečnou nanostrukturou pigmentových zrn v jejich peří, strukturou podobnou hromadě tenkých a velmi porézních palačinek. K tomuto závěru dospěli fyzici, o jejichž výsledcích studie v pátek informovala tisková služba American Field Museum of Natural History (FMNH) s odkazem na článek v časopise Evolution.
"Dobrým analogem tohoto jevu jsou mýdlové bubliny. Pokud si vezmete malou kostku mýdla, bude s největší pravděpodobností bezbarvá. Pokud však změníte její strukturu - rozpustíte ji ve vodě - a natáhnete ji do tenké bubliny, my uvidí duhu. vyskytuje se u zrn pigmentu v peří kolibříka. Pokud zvolíte správnou strukturu, můžete z nepopsatelných nanočástic udělat něco jasného, “řekl Matthew Shawkey, optický fyzik z University of Ghent (Belgium), jehož slova jsou citována. tisková služba FMNH …
Fyzici nyní aktivně vyvíjejí a studují vlastnosti takzvaných metamateriálů, umělých struktur vyrobených z mnoha nanočástic nebo jiných miniaturních prvků, které mohou neobvyklým způsobem interagovat se světlem nebo jinými vlnami. Takové materiály zajímají vědce z toho důvodu, že umožňují vytváření „neviditelných masek“, plochých čoček a dalších zařízení.
Analogy metamateriálů lze pozorovat v přírodě. Zejména krystaly a jim podobné struktury pokrývají povrch křídel mnoha motýlů a brouků „kovovou“barvou. Jsou také přítomny v buňkách chameleonových kůží a v modrých záhybech na tvářích mandrilů.
Přírodní nanotechnologie
Fyzici před dvěma lety navíc zjistili, že peří některých druhů rajských ptáků je jedinečný uhlově černý metamateriál, který pohlcuje 99,95% světla. Ukázalo se, že to je dáno existencí zvláštního vzoru jám na povrchu peří, které působí jako „pasti“na světlo.
Shockie a jeho kolegové se začali zajímat o strukturu peří kolibříků, jejichž peří má neobvyklé duhové zbarvení. Aby vědci odhalili jeho tajemství, shromáždili peří 35 druhů kolibříků uložených ve skladech polního muzea, studovali jejich vnitřní strukturu pomocí elektronového mikroskopu a porovnali tato data s podobnými měřeními pro kachny divoké a jiné ptáky s jasným, ale ne irizujícím vzhled.
Ukázalo se, že melanosomy, nejmenší pigmentová zrna, která dávají barvu peřím ptáků, stejně jako kůži a srst zvířat, byla jedinečným způsobem uspořádána v peří kolibříků. Zejména kolibří melanosomy byly ve tvaru pánve a obsahovaly mnoho mikroskopických vzduchových bublin, což není typické pro pigmenty jiných ptáků a savců.
Díky tomu světlo interaguje s jednotlivými melanosomy a jejich složitými strukturami přítomnými v peří kolibříků zcela odlišným způsobem než pigmenty jiných ptáků a zvířat. Podle fyziků tyto rozdíly vysvětlují, proč má peří některých druhů kolibříků jedinečné duhové zbarvení, které není charakteristické pro jiné živé věci.
Vědci doufají, že další studium takových nanostruktur pomůže odhalit historii jejich vzhledu a také zjistit, proč je mnoho kolibříků namalováno nepopsatelně zelenou nebo šedou barvou.