Biolozi i inženjeri su ispitali kako perje pet vrsta ptica apsorbuje, emituje i reflektuje elektromagnetno zračenje, uključujući infracrvene talasne dužine koje delimično prolaze kroz atmosferu. Ptice iz toplijih regiona pokazuju smanjenu apsorpciju UV i blisko-IR, dok vrste sa otvorenih staništa poput northern bobwhite-a emituju više srednje-IR energije. Nalazi pokazuju termalne adaptacije perja koje pomažu u hlađenju i imaju implikacije za očuvanje vrsta i dizajn pasivno rashlađujućih materijala.
Perje Ptice Isijava Toplotu Ka Svemiru — Kako Ptice Hlade Telo i Šta Inženjeri Mogu Naučiti
A northern bobwhite, one of the bird species analyzed in this study. (Adam Jackson/iNaturalist)
Zemlja stalno gubi toplotu kroz atmosferu i dalje ka svemiru, a nova studija pokazuje da perje ptica igra neočekivanu ulogu u tom procesu. Biolozi i inženjeri su zajedno analizirali kako perje apsorbuje, emituje i reflektuje elektromagnetno zračenje, uključujući infracrvene talasne dužine koje delimično prolaze kroz atmosferu.
The five bird species used in the study, from the Natural History Museum of Los Angeles County, from left to right: great horned owl, common raven, Steller's jay, Northern bobwhite, song sparrow. (Allison Shultz/Natural History Museum of Los Angeles County)
Šta su istraživači radili
Tim je analizirao muzejske primerke pet vrsta ptica iz Natural History Museum of Los Angeles County: great horned owl, common raven, northern bobwhite, Steller's jay i song sparrow, uzimajući po tri do četiri podvrste iz različitih klimatskih regiona Severne Amerike. Uzorci su mereni UV-Vis spektrofotometrom kako bi se utvrdilo koliko svetlosti perje apsorbuje u ultravioletno-do-vidljivom opsegu, a korišćene su i tehnike za merenje odgovora perja na različite infracrvene talasne dužine.
A spectrometer measuring how near-infrared (NIR) and mid-infrared (MIR) radiation interacts with the feathers of a bobwhite specimen. (Thomas Lee/UCLA)
"Uzbudljivo je otkriti da se perje ptica razvija tako da ispušta toplotu prema svemiru kako bi odgovorilo na klimatske izazove", kaže Terry McGlynn, biolog (California State University, Dominguez Hills) i koautor studije.
Glavni nalazi
Primerci iz toplijih predela ili nižih geografskih širina pokazali su smanjenu apsorpciju u UV i blisko-infracrvenom (blisko-IR) delu spektra — što je konzistentno sa adaptacijom protiv pregrevanja. Ptice koje žive na otvorenim staništima, izložene nebu i Suncu, generalno su efikasnije u odvođenju toplote: northern bobwhite (vrsta koja preferira travnate staništa) je imala najvišu emisiju u srednje-infracrvenom (srednje-IR) opsegu.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Sove su pokazale manju apsorpciju zračenja i najveću varijabilnost refleksije u poređenju sa dnevnim vrstama, što može biti posledica oslabljenih selektivnih pritisaka kod noćnih životinja. Ipak, kod gavrana je zabeležen neočekivan obrazac: primerci iz toplijih krajeva apsorbuju više zračenja. Autori objašnjavaju da tamno perje može zadržavati apsorbovanu energiju bliže površini perja, gde se ona lakše rasipa, ili da tamnije perje daje termodinamske prednosti pticama koje lete često i brzo.
Implikacije za očuvanje i inženjering
Studija naglašava da adaptacije u svojstvima perja omogućavaju pticama da kombinuju vidljivu kamuflažu i komunikaciju sa termoregulacionim prednostima u infracrvenom delu spektra. Autori takođe ukazuju na primenu u inženjeringu: pasivno hlađenje je tražena tehnologija, a prirodne multifunkcionalne adaptacije mogu poslužiti kao inspiracija za dizajn rashlađujućih materijala i struktura.
"Vruća tema u termičkom inženjeringu je stvaranje pasivno rashlađujućih struktura", kaže Thomas Lee (UCLA), koautor studije.
Rad je objavljen u časopisu Integrative Organismal Biology. Nalazi doprinose razumevanju kako klimatske promene utiču na termoregulaciju ptica i kako se te prilagodbe mogu iskoristiti za očuvanje i tehnološke inovacije.
Pomozite nam da budemo bolji.
