Piume antiche svelano i modelli di colore negli uccelli
Nuovo studio svela intuizioni sull'evoluzione delle piume e sul comportamento degli uccelli.
Zhiheng LI, J. Hu, T. Stidham, M. Ye, M. Wang, Y. Pan, T. Zhao, J. Li, Z. Zhou, J. Clarke
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Indice
Le piume sono fondamentali per molte funzioni negli uccelli, come isolamento, volo e display. Capire come si sono evolute le piume offre spunti sui modelli di Colore e sui loro ruoli nel comportamento degli uccelli. Recenti ricerche si sono concentrate sull'esame della struttura dei pigmenti delle piume nei fossili, rivelando una storia complessa di colorazione legata alla sopravvivenza e all'accoppiamento.
Melanosomi
Il Ruolo deiI melanosomi sono piccole strutture nelle piume responsabili del colore. Contengono pigmenti che contribuiscono a varie tonalità. Gli scienziati hanno studiato i melanosomi sia in uccelli vivi che in fossili per ricostruire l'aspetto delle piume antiche. Analizzando la loro forma e disposizione, i ricercatori hanno scoperto una varietà di colori come nero, marrone e anche tonalità vivaci.
Scoprire una Nuova Piuma Fossile
Nel nostro studio, abbiamo esaminato da vicino un fossile speciale di un uccello vissuto circa 120 milioni di anni fa. Questo uccello, conosciuto come Shangyang, aveva una corona unica di piume sulla testa. Il fossile ha preservato diversi tipi di piume, comprese le lunghe piume della coda e le dense piume del corpo. Ciò che ha catturato la nostra attenzione è stata la cresta piumata unica sulla testa che si estendeva dalla parte posteriore del cranio fino sopra le narici.
Struttura delle Piume e Tecniche di Esame
Per analizzare la piuma della cresta, abbiamo estratto con cura un pezzo dal fossile. Abbiamo utilizzato varie tecniche di imaging, tra cui la microscopia elettronica a scansione, per visualizzare la piuma a livello microscopico. Questo ci ha aiutato a vedere la disposizione dei melanosomi all'interno della piuma.
La piuma che abbiamo studiato è diversa dai tipi di piume solitamente visti negli uccelli vivi. Ha strutture spesse e allungate chiamate barbule, che sono la parte principale della piuma. Importante, questa piuma mancava delle piccole barbule solitamente presenti nelle piume moderne. Questa caratteristica suggerisce che rappresenti una fase precedente nell’evoluzione delle piume.
Risultati sull'Organizzazione dei Melanosomi
La nostra analisi ha rivelato che i melanosomi nella piuma della cresta erano impacchettati in un modo insolito. Formavano un modello che differisce da quello che vediamo comunemente negli uccelli vivi. Questa disposizione speciale potrebbe aver contribuito a una forma unica di display di colore, possibilmente persino iridescenza, dove il colore sembra cambiare in base all'angolo della luce.
Abbiamo scoperto che quando la luce colpiva queste strutture piumate da angolazioni diverse, i colori riflessi variavano drasticamente. Questo potrebbe spiegare come alcuni uccelli possano utilizzare le loro piume colorate nei display di accoppiamento, rendendoli più attraenti per potenziali partner.
L'Importanza del Colore nel Comportamento degli Uccelli
Le piume possono servire a molteplici scopi oltre a tenere caldi gli uccelli e permettere loro di volare. Sono vitali nella comunicazione e per attrarre compagni. I risultati del nostro studio suggeriscono che le caratteristiche colorate della piuma di Shangyang probabilmente giocavano un ruolo significativo nelle sue interazioni sociali, proprio come vediamo in molti uccelli oggi.
Gli uccelli possono controllare come mostrano i loro colori. Ad esempio, possono gonfiare le piume o nascondere certi colori quando si sentono minacciati o cercano di attrarre un compagno. La capacità di manipolare l'aspetto delle piume è cruciale per comunicare efficacemente con gli altri.
Implicazioni per Comprendere l'Evoluzione
La nostra ricerca fornisce prove che modelli complessi di colorazione nelle piume esistevano molto prima di quanto si pensasse. La presenza della disposizione unica dei melanosomi nella piuma di Shangyang suggerisce che gli uccelli svilupparono caratteristiche specifiche per mostrare i colori molto prima dell'apparizione dei gruppi di uccelli moderni.
Questo risultato apre nuove strade per studiare l'evoluzione degli uccelli. Suggerisce che i tratti che vediamo negli uccelli di oggi potrebbero avere radici evolutive profonde. La relazione tra struttura delle piume, pigmentazione e display di colore è probabilmente più intricata e si è evoluta in risposta a varie pressioni ambientali e sociali.
Conclusione: Una Finestra sul Passato
Studiare piume antiche come quelle dello Shangyang offre uno sguardo sulla storia evolutiva degli uccelli e su come si siano adattati nel tempo. La combinazione di strutture piumate uniche e il loro aspetto colorato è una testimonianza della complessità dell'evoluzione degli uccelli.
Capendo come le piume si siano evolute per soddisfare le esigenze degli uccelli, otteniamo spunti sul loro comportamento e le strategie di sopravvivenza. Questa ricerca evidenzia l'importanza delle piume, non solo per il volo, ma come tela per il display e la comunicazione nel mondo degli uccelli. Man mano che continuiamo ad esplorare i resti fossilizzati, potremmo scoprire ancora di più sulle affascinanti vite di queste antiche creature.
Titolo: Iridescent structural coloration in a crested Cretaceous enantiornithine bird from Jehol Biota
Estratto: A combination of sectioning and microscopy techniques, along with the application of finite-difference-time-domain modeling on a fossil feather, novelly results in the estimation of the range of iridescent colors from fossilized melanosomes preserved in the elongate head crest feathers of a new Cretaceous enantiornithine bird. The densely packed rod-like melanosomes yield are estimated to have yielded from red to deep blue iridescent coloration of the head feathers. The shape and density of these melanosome may have also further increased the feathers structural strength. This occurrence on a likely male individual is highly suggestive of both a signaling function of the iridescent crest, and a potential behavioral role in adjusting the angle of light incidence to control the display of this iridescent structural coloration.
Autori: Zhiheng LI, J. Hu, T. Stidham, M. Ye, M. Wang, Y. Pan, T. Zhao, J. Li, Z. Zhou, J. Clarke
Ultimo aggiornamento: 2024-10-25 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.21.619362
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.21.619362.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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