Een metaalachtige glans trekt partners aan, maar warmt gemakkelijk op, waardoor het mogelijk moeilijker wordt om koel te blijven
De iriserende groene en blauwe veren van een mannelijke grote zonnevogel met dubbele kraag (Cinnyris afer) reflecteren licht en absorberen het ook, opwarmend in het zonlicht.
Voor sunbirds is alles wat glinstert gloeiend heet.
De flitsende, iriserende veren van de vogels warmen meer op dan andere soorten veren, waardoor het mogelijk moeilijker wordt om koel te blijven in warme, zonnige omstandigheden. Als, de kleurrijke pluimen kunnen kostbare ornamenten zijn om partners te lokken, rapporteren onderzoekers 4 augustus in de Tijdschrift van de Royal Society Interface.
Veel onderzoeken naar de thermische eigenschappen van dierenkleur hebben zich eerder gericht op verschillen tussen hoe donkere en lichte kleuren afgeleid van pigmenten reageren op licht en warmte, zegt Svana Rogalla, een biofysicus aan het Biofisika Instituut in Bilbao, Spanje. Er is minder aandacht besteed aan hoe warmte interageert met structurele kleuren – vaak levendige, iriserende tinten die worden gecreëerd door licht dat wordt gebroken door microscopische structuren. Deze structuren komen in alles voor, van de schubben van diepzeewormen (SN: 5/25/20) naar exoskeletten van spinnen (SN: 9/9/16).
In de nieuwe studie wendden Rogalla en collega’s zich tot sunbirds, nectarvoedende vogels die doorgaans kleiner zijn dan mussen die inheems zijn in Afrika, Azië en Australië. Sunbirds hebben verenkleuren die afkomstig zijn van een mix van bronnen, waaronder pigmenten zoals vurige carotenoïden en donkere melanine, evenals iriserende structurele kleuren.
De onderzoekers onderzochten 15 soorten sunbird die bewaard zijn gebleven in het Field Museum in Chicago, waarbij ze de exemplaren verhitten onder een lamp die zonlicht nabootst en vervolgens de oppervlaktetemperaturen van veren en de geconserveerde huid van de vogels meten.
Iriserende veren warmden meer op dan veren die alleen op pigment gebaseerde kleuren hadden, ontdekte het team. In borstveren bijvoorbeeld, waren iriserende veren gemiddeld ongeveer 74° Celsius aan het verenoppervlak na een paar minuten blootstelling aan licht, waar veren met gele tot rode carotenoïde pigmenten iets meer dan 63° C bereikten. Deze warmte werd ook op de huid overgedragen, met huid onder iriserende veren die ongeveer 5 graden Celsius worden en 8 graden heter dan huid onder veren met olijfkleurige of gele tot rode pigmenten.
Licht dat wordt verstrooid door microscopisch kleine luchtlagen, de eiwitkeratine en melanine-bevattende structuren die melanosomen worden genoemd, creëren de glans van iriserende veren. Maar de overvloedige melanine zorgt er ook voor dat de veren meer zonnestraling absorberen dan andere lichtere, minder melaninerijke veren, zegt Rogalla, wat bijdraagt aan de opwarming.
Bovendien toonden krachtige microscopen en warmtesimulaties aan dat de opstelling van melanosomen in een iriserende veer de warmteabsorptie bevordert. Melanosomen in een donkere, niet-iriserende veer zitten relatief ongeorganiseerd in lagen. Maar de melanosomen in de gestapelde, microscopische structuren die irisatie produceren, zijn meer georganiseerd en dicht opeengepakt. Iriserende veren warmen waarschijnlijk meer op dan zwarte veren, omdat die glinsterende pluimen meer melanosomen hebben over een bepaald veergebied, zegt Rogalla.
De vorm van de melanosomen kan ook een verschil maken. Iriserende veren hebben meestal plaatvormige melanosomen, met staafvormige in zwarte veren en bolvormige in grijze veren. De simulaties van het team toonden aan dat plaatvormige melanosomen meer opwarmen dan de andere twee vormen.
Irisatie is meer uitgesproken bij mannelijke zonnevogels dan bij vrouwtjes en wordt gebruikt in verkeringsvertoningen. Rogalla vraagt zich af of de flitsende kleuren, door mogelijk bij te dragen aan hittestress, een evolutionair conflict creëren tussen paren en koel blijven, of thermoregulerend. “Het kan een afweging zijn,” zegt ze, “omdat het erg kleurrijk is om vrouwtjes aan te trekken, maar dan heb je een prijs als je in de zon zit als het warm is.”
Allison Shultz, een ornitholoog bij de Natural History Museums van Los Angeles County in Californië die niet betrokken was bij dit onderzoek, zegt dat het flitsende verenkleed kan fungeren als een signaal dat de relatieve kracht en veerkracht van een mannelijke vogel aantoont. “Misschien blijkt het” [females] dat mannetjes in staat zijn om met deze hogere warmtebelasting om te gaan door iriserende kleuren te hebben.”
Toch is er een groot voorbehoud bij de experimentele opstelling. De resultaten van het onderzoek kunnen “moeilijk in perspectief te plaatsen” zijn omdat de experimenten werden uitgevoerd op dode vogels, zegt Vinod Kumar Saranathan, een evolutionair bioloog aan het Yale-NUS College in Singapore. “Je hebt niet het voordeel van de levende vogel” [to evaluate], zijn lichaam manipuleren en verschillende dingen doen om actief thermoregulerend te zijn.”
Sunbirds kunnen warmte afgeven door te hijgen of de veerpositie te veranderen. En de vogels blijven zelden lang in de zon, zegt Saranathan, en legt uit dat ze van bloemen in zonnige gebieden naar meer schaduwrijk bos schieten. Als iriserende veren net zo snel warmte verliezen als ze het krijgen, kunnen de zonnevogels schaduw gebruiken om af te koelen, waardoor het effect van het hete verenkleed wordt afgezwakt.
“Irisatie is zo vaak onafhankelijk geëvolueerd over de [bird evolutionary tree]’, zegt Saranathan. Als glanzende veren bijzonder belastend zouden zijn voor vogels, zegt hij, zou herhaalde evolutie niet waarschijnlijk zijn.
Toch hebben de bevindingen implicaties voor hoe irisatie zou kunnen bijdragen aan warmte-effecten van klimaatverandering. Rogalla wijst erop dat kleine vogels zoals sunbirds – kwetsbaar voor grote schommelingen in de omgevingstemperatuur – al massaal zijn omgekomen door extreme hitte. Dergelijke gevallen van massale sterfte hebben zich bijvoorbeeld voorgedaan onder Australische papegaaien, waar intense hittegolven hebben gedood honderden grasparkieten en tientallen kaketoes in de afgelopen jaren. Met hun hete veren lopen iriserende zonnevogels mogelijk extra risico.
Een opwarmend klimaat kan iriserende vogels dwingen om tijdens warme dagen kortere tijd actief te zijn om de additieve impact van zonneverwarming te voorkomen, zegt Saranathan. Als dat zo is, voegt hij eraan toe, kan zo’n ingekort schema de concurrentie om voedsel in de kostbare resterende actieve uren vergroten.
