Исследователи из Университета штата Калифорния и Лос-Анджелесского музея естественной истории открыли новый механизм терморегуляции у птиц. Оказалось, что их перья способны излучать избыточное тепло в виде инфракрасных волн, которые проходят сквозь атмосферу и рассеиваются прямо в космосе. Результаты исследования опубликованы в журнале Integrative Organismal Biology.
Долгое время биологи считали, что окрас перьев служит пернатым исключительно для трех главных целей: маскировки от хищников, внутривидовой коммуникации и базовой защиты от перегрева на солнце. Однако видимый свет — это далеко не вся физическая картина. Тепловая энергия передается в инфракрасном диапазоне, который невидим для глаза, но играет важнейшую роль в выживании видов в условиях глобального потепления климата.
Для изучения этого скрытого процесса исследователи использовали музейные чучела пяти видов птиц из различных климатических зон Северной Америки. В ходе эксперимента применялся специальный спектрофотометр. Этот высокоточный инженерный прибор позволил измерить, сколько именно электромагнитного излучения птичьи перья поглощают, отражают и выделяют обратно в окружающую среду.
Измерения показали, что птицы, обитающие в более теплом климате, ближе к экватору, поглощают значительно меньше инфракрасной радиации. Кроме того, виды, живущие на открытых пространствах, выделяют гораздо больше тепла, чем лесные обитатели. Находясь под открытым небом, они постоянно подвергаются воздействию лучей, поэтому эволюция заставила их перья работать как эффективные радиаторы, сбрасывающие тепло в космос.
Неожиданные результаты продемонстрировали птицы с темным оперением, такие как вороны. Несмотря на то что черный цвет поглощает больше излучения, их перья удерживают тепло ближе к поверхности, не позволяя ему проникать вглубь тела, откуда оно легко улетучивается при полете. У ночных птиц, таких как совы, наблюдалась наибольшая вариативность в отражении тепла, так как отсутствие дневного солнца снизило на них эволюционное давление.
Данное исследование имеет огромное значение не только для орнитологии и понимания адаптации животных к климатическому кризису, но и для современной инженерии. Знание того, как природа тысячелетиями оптимизировала механизмы пассивного охлаждения, поможет физикам разработать новые многофункциональные материалы. В будущем такие покрытия смогут защищать здания и технику от перегрева без дополнительных затрат электроэнергии.
Ранее Наука Mail рассказывала, что изучение морских птиц может помочь выявить загрязнение ртутью океанов.
