1028
Птахи живуть у найрізноманітніших кліматичних умовах — від крижаних полярних регіонів до розпечених пустель. Щоб виживати в таких контрастних середовищах, вони мусять ефективно регулювати температуру тіла. Одну з ключових ролей тут відіграє відбивна здатність пір’я — тобто частка світла, яку пір’я відбиває, а не поглинає. Дослідники з Університету Сунь Ятсена в Китаї з’ясували, як ця властивість еволюціонувала, і опублікували роботу в Proceedings of the Royal Society B.
Людське око бачить лише видиме світло, але сонячне випромінювання містить і невидимі складові — зокрема ближнє інфрачервоне (NIR) з довжиною хвилі від 700 до 2500 нанометрів. Пір’я, що краще відбиває NIR, поглинає менше сонячного тепла, тож птах залишається прохолоднішим у спекотному кліматі, не змінюючи при цьому свого забарвлення. Важлива деталь: саме на ближнє інфрачервоне припадає близько 55% сонячної енергії, що досягає оперення.
Проблема в тому, що досі цю властивість вимірювали лише для небагатьох видів, тоді як дані про видиме відбиття доступні значно ширше. «Це й наштовхнуло нас на питання: чи можна за наявними даними про видиме світло оцінити інфрачервоне відбиття?» — пояснив співкерівник дослідження Лян Ма. Команда також хотіла зрозуміти, чи однакова ця залежність для всього «дерева життя» птахів і як на неї впливають еволюційна історія, будова тіла, середовище проживання та клімат.
Щоб відповісти на ці питання, науковці зробили виміри на 1980 музейних зразках, що належали до 439 видів, зі збірок університету та Інституту зоології Китайської академії наук. За допомогою двоканального спектрометра й інтегрувальної сфери вони фіксували відбите світло в діапазоні від 350 до 1700 нанометрів, охоплюючи і видиму, і ближню інфрачервону частини. Для кожного зразка досліджували шість ділянок оперення: потилицю, спину, надхвістя, груди, черево й крило.
Об’єднавши власні виміри з даними попередніх досліджень, команда зібрала найширший на сьогодні повноспектральний набір даних про відбивну здатність оперення — інформацію про 531 вид із 23 рядів і 106 родин. Статистичний аналіз, що враховував еволюційні зв’язки між видами, показав: видиме й інфрачервоне відбиття тісно пов’язані. Саме видиме відбиття пояснювало приблизно дві третини варіації інфрачервоного.
Утім, універсального правила перерахунку не існує. Залежність суттєво відрізнялася між рядами птахів: навіть з урахуванням забарвлення деякі групи стабільно мали вище або нижче інфрачервоне відбиття. Простими словами, два птахи, що для людського ока здаються однаково світлими чи темними, зовсім не обов’язково однаково нагріваються під сонцем — їхнє пір’я може по-різному взаємодіяти з інфрачервоним випромінюванням.
Прикметно, що інфрачервоне відбиття виявилося пов’язаним з екологічними ознаками: види з гарячіших середовищ схильні мати вищу NIR-відбивність, а свій внесок робили також опади, тип середовища, міграційна стратегія й форма крил. Це означає, що така властивість пір’я — не просто побічний ефект забарвлення, а прояв адаптації до різних теплових умов і способу життя. Надалі дослідники планують поєднати оптичні виміри з фізіологією птахів і за допомогою гіперспектральної зйомки й штучного інтелекту точніше прогнозувати, як види з різним оперенням переноситимуть потепління клімату та екстремальну спеку.
