Скрытые слои перьев усиливают яркость окраса певчих птиц

Перья на голове райской танагры (Tangara chilensis) расположены как черепица. Под красочной поверхностью оперения скрытый слой черных перьев поглощает свет, усиливая яркость зеленых кончиков. Авторы: Розалин Прайс-Уолдман и Эллисон Шульц.

Многие виды певчих птиц обладают ярким оперением, которое помогает привлекать партнеров, подавать сигналы и узнавать сородичей. Ученые долгое время считали, что эти цвета создаются только видимым слоем перьев. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показало, что яркость усиливается благодаря скрытым слоям перьев.

Исследователи изучили перья танагр — певчих птиц с ярким окрасом, который создается как каротиноидными пигментами, так и наноструктурами кератина в перьях. Каротиноиды (те же пигменты, что придают моркови и тыкве оранжевый цвет) поглощают зеленые и синие волны света, отражая только красные, желтые и оранжевые оттенки. Наноструктуры кератина, напротив, рассеивают зеленый и синий свет.

Перья танагр и многих других птиц состоят из трех частей: пухового слоя у кожи, ахроматической (бесцветной) средней части и красочного кончика. Из-за черепицеобразного расположения перьев виден только кончик, создавая эффект наслоения. Средний слой часто бывает черным или белым, а пуховой слой помогает регулировать температуру тела.

С помощью гиперспектральной визуализации, микроспектрофотометрии и оптического моделирования ученые выяснили, что ахроматический слой усиливает яркость внешнего слоя, особенно у самцов.

«Скрытый слой перьев у самцов танагр варьируется в зависимости от цвета верхнего слоя. Красные и желтые перья с каротиноидными пигментами сочетаются с белым подложным слоем, а синие и фиолетовые (структурно окрашенные) — с черным», — объясняют авторы исследования.

Ахроматические участки перьев и скрытые слои. Автор: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adw5857

Белый слой под каротиноидными перьями увеличивает яркость и насыщенность, отражая больше красных и желтых оттенков. Черный слой под структурно окрашенными перьями, наоборот, повышает насыщенность, но снижает яркость, делая синие и зеленые тона более глубокими за счет поглощения красных и желвых волн.

Ранее считалось, что разница в окрасе самцов и самок (у последних он обычно тусклее) связана с концентрацией пигментов. Однако исследование показало, что ключевую роль играют именно скрытые слои.

Танагры относятся к воробьинообразным — группе птиц с разнообразным окрасом. Ученые обнаружили, что аналогичные ахроматические слои есть и у других ярко окрашенных певчих птиц.

Авторы отмечают, что большинство анализов проводилось на музейных экспонатах, что могло повлиять на результаты. Тем не менее, исследование открывает новые перспективы в изучении окраса птиц и других животных.

«Дальнейшее изучение взаимодействия структур и пигментов в природе может привести к биоинспирированным разработкам — от нетоксичных альтернатив красителям до технологий улавливания света», — заключают ученые.

Подробнее: Rosalyn M. Price-Waldman et al, Hidden white and black feather layers enhance plumage coloration in tanagers and other songbirds, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adw5857