彼らは空を飛ぶ宝石のように空を飛びます。しかし、ハチドリの多くの種の見事な色の表示の背後には何があるのでしょうか?研究者たちは現在、これらの小さな飛行芸術家たちの羽が他の多くのカラフルな鳥の羽よりも輝いている理由についての洞察を獲得しました。その秘密は、ハチドリの羽にあるパンケーキ状の構造にあり、特に複雑な方法で光を反射します。
ハチドリはいくつかの特別な特徴により鳥界のスターとなっています。ハチドリは小さく、ヘリコプターのようにその場で飛行でき、長いくちばしで花の蜜を吸います。珍しい機能のリストは、時には壮観な外観によって締めくくられます。 368 種のハチドリの多くは、色とりどりの宝石のように輝きます。彼らの羽には、見る角度によって変化する見事な色の効果があり、虹色の効果を生み出します。
光学効果
このカラフルな素晴らしさは色の色素によって引き起こされているのではなく、羽毛の構造によって引き起こされる光学効果であることは明らかです。他の鳥の家族の代表的な羽毛のきらめく色の遊びも、この原理に基づいています。シカゴのフィールド博物館のチャド・エリアソン率いる国際研究チームは、ハチドリの羽がなぜあれほど激しく光るのかを調査した。研究の一環として、科学者らは透過型電子顕微鏡を使用して35種のハチドリの羽を分析し、その結果を他のカラフルな鳥の虹色に輝く羽の結果と比較した。
研究者らは、鳥の羽のきらめく色彩効果の原因となる微細構造がハチドリでは特別な形をしていることを示すことができた。これらはいわゆるメラノソームです。科学者たちが説明しているように、羽毛は幹、枝、葉に似た部分を備えた小さな木のような構造になっています。 「葉」はいわゆるアーク光線です。それらはさらに、小さなメラノソームが位置するユニットで構成されます。
人間にもこれらの構造があり、髪や皮膚を着色する黒いメラニン色素を生成します。研究者らの説明によると、メラノソームは色素だけでなく構造によっても色を生み出すことができます。「哺乳類では、毛髪のメラニンは特に複雑に組織化されているわけではありません。しかし、きらめく鳥の羽の場合、これらのユニットの形状と配置が光の反射方法に影響を与え、その結果、色の効果が生じます」とエリアソン氏は言います。
泡のある小さなパンケーキ
研究者らが報告しているように、ハチドリのメラノソームは比較的複雑な構造を持っています。光沢のある羽毛を持つアヒルの種など、他の鳥類では、メラノソームは棒状であり、エアポケットを含みません。しかし、ハチドリの場合はパンケーキのように見え、小さな泡も含まれていると科学者らは報告している。彼らの説明によると、平らな形状とこれらの内包物により、特に複雑な表面構造が作成されます。メラノソームは一緒になって、素晴らしい特性を持つ多層反射体システムを形成します。これにより、見る角度が変わると変化する虹色の効果が生まれます。 「私たちは現在、ハチドリがどのように羽の外観に幅広いバリエーションを生み出すことができるかについてのモデルを提示しています」と、共著者であるコロンビアのアンティオキア大学のフアン・パラ氏は要約しています。
彼と彼の同僚は現在、有名な小鳥の出現に関する疑問の調査を続けたいと考えています。色はどんな役割を果たしているのでしょうか？これに関連して、ハチドリのすべての種が鮮やかな構造色を生成するわけではないことは驚くべきことです。いくつかの種は地味な羽毛を持ち、いくつかの種ではメスはオスより色が少ないです。 「たとえば、非常に多くの色が考えられるのに、なぜこれほど多くのハチドリの種が緑色なのかも不明です」とパラ氏は言う。しかし、他の研究分野も開拓されつつあると同僚のエリアソン氏は付け加えた。「構造色がどのように作られるのかをよりよく理解できるようになったので、どの遺伝子構造が驚異的な効果の原因となっているのかという問題も調査できるようになりました」と科学者は言う。
出典: フィールド博物館、専門記事: Evolution、doi: 10.1111/evo.13893
