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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Das bunte Schönheitsgeheimnis der Pfauenfedern |
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| | | Männliche Pfauen fallen vor allem durch ihr farbenprächtig schillerndes Gefieder auf. Die beeindruckenden Schattierungen zwischen Blau, Grün, Gelb und Braun sind allerdings nicht auf Pigmente zurückzuführen, sondern entstehen durch Lichtbrechung an winzigen kristallinen Strukturen auf der Oberfläche der Federn. Deren Anordnung haben Forscher genauer die Lupe genommen - und lüften nun das Schönheitsgeheimnis der Pfauen. |
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Die Wissenschaftler um Jian Zi von der Fudan University in Shanghai verwendeten ein Rasterelektronenmikroskop, um die winzigen Details der Pfauenfedern entschlüsseln zu können. Ihre Ergebnisse sind in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) erschienen.
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Der Artikel "Coloration strategies in peacock feathers" von Jian Zi und Kollegen ist als Online-Vorabpublikation in den PNAS erschien (doi:10.1073/pnas.2133313100, 14. Oktober 2003). |
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 PNAS |
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"Strukturelle Farbgebung" lässt Federn schillern |
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Weniger beeindruckend:
Ein Pfauenhahn von hinten. |
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Schon seit einiger Zeit ist bekannt, dass der Pfau seine schillernden Farben der so genannten "strukturellen Farbgebung" verdankt. Im Gegensatz zur Lichtabsorption durch Pigmente entstehen hier die verschiedenen Schattierungen durch Brechung und Streuung des Lichtes.
Die genauen strukturellen Merkmale, die zu der - zumindest für den männlichen Pfauenvogel, den Hahn - charakteristischen bunten Zeichnung auf den Federn führen, waren aber bislang nicht geklärt.
Die chinesischen Physiker haben sich der Frage angenommen - und bedienten sich eines hochauflösenden Rasterelektronenmikroskops, um das Gefieder des Pfaus ganz besonders genau unter die Lupe zu nehmen.
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Pfauen: Fasanenvögel mit prächtigem Gefieder
Die schönen Pfauen gehören zur Familie der Fasanenvögel. Wobei man einschränkend anfügen muss, dass - wie überall im Vogelreich - nur die Männchen mit dem farbenprächtigen Gefieder ausgestattet sind. Dies dient während der Balz dazu, Weibchen anzulocken. Zu diesem Zweck präsentiert das Männchen seine Schwanzfedern immer wieder aufgefächert zum "Rad".
Die charakteristischen "Augen" auf den Federn stellen vermutlich eine Art symbolisierte Körner dar - echtes oder symbolisches Futter wird bei Hühnervögeln im Rahmen der so genannten "Balzfütterung" verwendet. Der Blaue Pfau (Pavo cristatus) stammt ursprünglich aus Indien. Wegen seines imposanten Aussehens wird er jedoch schon seit rund 4.000 Jahren in Europa als Ziervogel gehalten. |
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Photonische Kristalle sorgen für die Farbe |
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Eine Pfauenfeder besteht demnach aus dem zentralen Stamm oder Kiel, an dem sich auf jeder Seite eine - parallele - Anordnung von feinen Fädchen oder Federästen findet, die wiederum seitlich winzige widerhakenähnliche Strukturen aufweisen, die Federstrahlen.
Wie die Forscher feststellten, besteht die Oberfläche jener "Widerhaken" aus einer zweidimensionalen kristallinen Struktur, einer Art photonischer Kristalle, die sich wiederum aus Stäbchen des Farbstoffs Melanin zusammensetzt, die durch das Eiweiß Keratin - Hauptbestandteil von Haut und Haaren - in einer gitterartigen Struktur verbunden sind.
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Farbe je nach Zahl und Abstand |
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Anzahl und Abstand jener Stäbchen unterschied sich laut den Forscher - jeweils abhängig von der Farbe der kleinen "Widerhaken". Mithilfe von Simulationen zeigen die Autoren, dass die zahlreichen Gittermuster die Lichtwellen streuen und durch bestimmte Variationen das schillernde Farbenspiel erzeugen.
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Schmetterlinge: Je wärmer, desto bunter
Ein ähnliches Phänomen kennt man etwa von Schmetterlingen. Hier fallen vor allem die in wärmeren Gefilden lebenden Arten durch ihr reiches Farbenspiel auf, während ihre Verwandten in den kälteren Regionen schlicht braun sind. Eine Erklärung wollen ungarische und belgische Forscher gefunden haben: Demnach absorbieren die braunen Flügel Wärme deutlich stärker - und kompensieren so die kühleren Temperaturen. |
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Mehr dazu in "Physics News Update" |
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Simple Strategie der Farbgebung
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Grüne (links) und braune (rechts) Federstrahlen unter dem Rasterelektronenmikroskop der chinesischen Forscher.
Die Strategie der Farbproduktion in den Pfauenfedern sei sehr ausgeklügelt und gleichzeitig einfach, kommentieren die Forscher ihre Ergebnisse in den PNAS.
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01.01.2010 |
