Z grubsza rzecz biorąc ptasie pióro składa się ze stosiny - czyli twardej osi, w której osadzone są delikatne promienie, tworzące chorągiewkę. Od chwili, w której u gadów żyjących ponad 150 mln lat temu pojawiły się pierwsze pióra, ich stosiny ewoluowały tak, by stać się jedną z najlżejszych, najbardziej wytrzymałych i odpornych struktur w przyrodzie.

Mimo tego ich budowie (zwłaszcza z punktu widzenia mechaniki) naukowcy nie poświęcili zbyt wiele uwagi. Nigdy też nie zbadali jej w nanoskali. Część tych zaległości nadrobili teraz naukowcy z University of Southampton, którzy spojrzeli na pióra okiem materiałoznawcy.

Jak wykazali, liczba, proporcja i kierunek ułożenia "łodyżki" pióra nie jest stała (jak wcześniej sądzono), tylko różni się zależnie od stylu lotu ptaka.

"Zaczęliśmy się przyglądać kształtowi stosiny i temu, jak zmienia się ona na całej długości, by dostosować się do działania różnego rodzaju sił. Później zorientowaliśmy się, że tak naprawdę nie wiemy, jak elastyczna jest stosina. Dlatego zaczęliśmy badać próbki" - opowiada główny autor badania Christian Laurent z Ocean and Earth Science na University of Southampton.

Wcześniejsze badania mechanicznych właściwości piór prowadzono w latach 70. Zakładano wtedy jednak, że właściwości materiału są zawsze takie same, niezależnie od tego, z jakich kierunków na pióro działają różne siły - wspomina ekspert. Teraz naukowcy przebadali właściwości piór ptaków z trzech gatunków, latających w różnych stylach: łabędzia niemego, bielika amerykańskiego i kuropatwy.

"Liczba i grubość warstw widocznych w szczegółowym, pionowym i poziomym przekroju stosiny nie jest stała. Może się różnić zależnie od tego, jaki rodzaj sił i nacisków musi znosić pióro danego gatunku ptaka podczas lotu" - tłumaczy Christian.

Naukowcy chcą stworzyć model działania ptasich piór, a później skojarzyć różne aspekty ich budowy z różnymi stylami lotu. Ich prace mogą mieć znaczenie dla badań paleontologicznych, a być może także dla zastosowań w dziedzinie inżynierii.

"Być może uda się kiedyś zeskanować skamieniałe odciski piór i odpowiedzieć na wiele pytań, np.: które zwierzę pierwsze wzbiło się w powietrze? Czy lot zaczął się z drzew w kierunku ku ziemi, czy z ziemi ku górze? Czy archeopteryks latał? I czy był on pierwszym latającym ptakiem?" - wylicza Christian.

Nowe wyniki mogą mieć zastosowanie w naukach materiałowych, np. przy opracowaniu trwalszych masztów do jachtów czy łopatek śmigieł. (PAP)

zan/ krf/