Dapper blauen Pinguin: Tux ist eine federleichte Premiere

Wenn diese Pinguine blau für Sie aussehen, ist es nicht, weil sie sich niedergeschlagen sind. Sie haben eine spezielle Protein-Struktur in ihren Federn, die erzeugt die blaue Farbe durch die Reflexion von Licht in einer Weise, die Federn vor nie gesehen worden ist.

Führen Autor Matthew Shawkey von der University of Akron war überrascht, die neuen Strukturen zu finden, die "aktuelle Dogma zu zerbrechen", sagte Shawkey LiveScience. "Wir fanden einer bisher unbeschrieben Art, die Vögel stellen eine nicht-irisierende blaue Farbe in Federn."

Shawkey die Struktur in Federn von der blauen Pinguin gefunden, ein Vogel in Australien und Neuseeland weit verbreitet und auch rief die kleine oder Fee, Pinguin, ungeschickt steht über einen Fuß hoch (30 cm) und wiegt etwas mehr als 2 Pfund (ca. 1 kg). Sie haben den klassischen Smoking-Look von Pinguinen, obwohl ihre Federn ein nicht-iridescent dunkelblau sind.

Für die letzten 30 Jahre nur zwei Möglichkeiten, eine nicht-schillernde blaue Federn wurden bekannt, die davon abhängen, Löcher in einer schwammig wie Matrix eines Proteins namens Beta-Keratin. Die Poren in der Matrix zu fangen und reflektieren das Licht in den blauen Farbbereich. "Als ich sie [die Federn] zuerst sah ich sie eines dieser beiden Mechanismen werden erwartet,", sagte Shawkey zu LiveScience.

In den blauen Pinguin-Federn orientiert sich das Beta-Keratin in parallelen Fasern, wie eine Reihe von Haaren. Die Ausrichtung und Größe der Fasern streut das Licht und reflektiert die im Bereich von blaue Pigment. Dies ist das erste Mal diese Organisationsstruktur gesehen worden, um Farbe in den Federn zu erzeugen.

"Die Mechanismen, die strukturelle Färbung bei Tieren zu produzieren ist so wenig studiert, ich bin überhaupt nicht überrascht, dass Pinguine, ein neuer Mechanismus gefunden wurde" Geoffrey Hill an der Auburn University in Auburn, Alabama, die nicht an der Studie beteiligt war. "Shawkey und Prüm sind wie die ersten Europäer, die an Land in Nordamerika kam und hatte ein riesiges unbekanntes Reich zu erkunden."

Antike Pigmente

Die Entdeckung war nicht nur eine Überraschung an sich, sondern eine unerwartete Entdeckung, Shawkey, wer die seltsame Struktur im Laufe eines anderen Projekts gestolpert. Nach einige neuere Arbeiten, die Farbe der alten Dinosaurier Federn zu rekonstruieren wechselte Shawkey zur Analyse der Farbe einige 35 Millionen Jahre alten Pinguin-Federn, die sein Team Analyse der Farbe produzieren Pigmente und Proteine in lebenden Pinguine erforderlich.

Als sein Team einen Blick warf auf was der blauen Pinguin Federn blau gemacht, war er schockiert. "Diese Fasern waren unerwartet, sie sehen ganz anders als alles, was wir je gesehen haben," sagte er LiveScience.

Das Team schaute wie diese Filamente gestreut, Licht und Röntgenstrahlen zu bestimmen, was die Strukturen aussehen und herauszufinden, wie sie die blaue Farbe produziert wurden. Sie sahen, dass die Struktur in hohem Grade organisiert wurde; Es sah ganz anders als die schwammigen, ungeordneten Keratin-Strukturen, die beobachtet wurden, um Farben in Federn vor zu erstellen.

Die 160-Nanometer-Keratin-Filamente aufgereiht in einem Array beschreibt Shawkey als "eine Handvoll von ungekochten Spaghetti." Sie sahen auch, wie die Fäden aufgereiht waren eine blaue Farbe Reflexion erzeugen würde. Hunderte der Fasern Line-up nebeneinander in den Zellen, aus denen sich die Feder Widerhaken — die seidigen Fasern, die aus der Feder zu verzweigen.

"Die Bedeutung liegt in der Erkenntnis, dass es viele Möglichkeiten gibt, Nanostrukturen verwenden, um die blauen Farbe zu produzieren", sagte Hill LiveScience in einer E-mail. "Die Forschung unterstreicht, dass wir halten sollten untersuchen strukturelle Färbung bei unterschiedlichen Tieren, welche anderen ausgeklügelten Mechanismen zu sehen, natürliche Selektion hervorgebracht hat."

Neue Technologien

Beta-Keratin ist bekanntermaßen Fasern selbst zusammensetzen und Shawkey gesagt, dass diese parallele Anordnung von dieser Fähigkeit des Beta-Keratin entwickelt haben könnte. Wenn die Struktur selbst, anstatt benötigen eine zelluläre Gerüst montieren, könnte es leicht hergestellt werden. "Es könnte etwas Interesse an imitiert diese für Anwendungen von Dingen wie Kosmetik, Glasfaser-Kabel," sagte Shawkey LiveScience. "Wenn sie selbst-montiert sind es wäre interessant weil es billig wäre zu fertigen."

Shawkey fragt sich auch, wenn diese Organisation irgendwie die Pinguin-Federn Sonderleistungen, wie zusätzliche Festigkeit und Steifigkeit gibt zu widerstehen fliegen durch das Wasser, das 1000-fache ist dickflüssiger als die Luft normalerweise fliegen durch Vögel.

Zwar ist dies das erste Mal diese Art von Strukturbildung der blauen Farbe in Federn gesehen worden, eine ähnliche Methode der Farbe Produktion wurde bisher blaue Haut der Vögel, obwohl in diesem Fall die Fasern von Kollagen gebildet werden.

"Beta-Keratin und Kollagen haben eine angeborene Neigung zu Fasern, selbst zusammensetzen, so macht es Sinn, die Sie diese Nanofasern hergestellt aus Beta-Keratin und Kollagen finden würde." Die beiden Strukturen scheinen, ein Beispiel für konvergente Evolution, wenn zwei Strukturen separat entwickeln aber den gleichen Mechanismus verwenden, sagte er.

Sie können LiveScience Personal Schriftsteller Jennifer Welsh auf Twitter @microbelover verfolgen.