Pióra powstały w toku ewolucji, by umożliwić latanie. Jednak oprócz sztywnych piór używanych do lotu, ptaki mają również izolacyjną warstwę miękkich, puszystych piór pomiędzy skórą a najbardziej zewnętrznymi upierzeniem.

Korzystając z kolekcji 625 tys. okazów ptaków zgromadzonych w Smithsonian's National Museum of Natural History, ornitolog Sahas Barve przeprowadził badania piór 249 gatunków himalajskich ptaków śpiewających. Jak się okazało, gatunki żyjące na większych wysokościach mają więcej piór puchowych niż ptaki pochodzące z mniejszych wysokości. Badanie wykazało również, że mniejsze ptaki, które tracą ciepło szybciej niż większe, mają zwykle dłuższe pióra w stosunku do rozmiarów ciała, a tym samym proporcjonalnie grubszą warstwę izolacji.

Znalezienie tak wyraźnego schematu u tak wielu gatunków podkreśla, jak ważne są pióra dla zdolności ptaka do przystosowania się do środowiska i sugeruje, że dodatkowy puch może być strategią wspólną dla wszystkich ptaków śpiewających lub wróblowych, jak są znane badaczom. Ponadto odkrycie, że ptaki z chłodniejszych środowisk mają tendencję do pogrubiania warstwy puchu może pewnego dnia pomóc naukowcom przewidzieć, które ptaki są najbardziej podatne na zmiany klimatu - po prostu poprzez badanie ich piór.

„Ocieplenie w Himalajach jest jednym z najszybszych na Ziemi” - powiedział Barve. „Jednocześnie zmiany klimatyczne powodują wzrost częstotliwości i intensywności ekstremalnie zimnych zjawisk, takich jak burze śnieżne. Możliwość dokładnego przewidywania temperatur, jakie może wytrzymać ptak, może dać nam nowe narzędzie do przewidywania, jak określone gatunki mogą reagować na zmiany klimatu."

Inspiracją do badań był mysikrólik - maleńki ptaszek, zaobserwowany pewnego mroźnego poranka w lesie Sho-kharkh w Himalajach. Barve zaczął się zastanawiać, jak ważący około pięciu gramów ptak jest w stanie latać po wierzchołkach drzew w lodowatym powietrzu.

Barve i jego współpracownicy użyli mikroskopu do sfotografowania piór na klatce piersiowej 1715 okazów z kolekcji Smithsonian, reprezentujących 249 gatunków z zimnych, wysokogórskich regionów Himalajów. Następnie badacze wykorzystali te bardzo szczegółowe zdjęcia, aby dokładnie określić, jak długa puszysta część każdego pióra była w stosunku do jego całkowitej długości.

Jak wykazały analizy, najmniejsze ptaki i ptaki z najwyższych wzniesień, gdzie temperatury są najniższe, miały największy udział puchu w okrywających ciało piórach. Na dużych wysokościach ptaki miały do 25 proc. więcej puchu w piórach, a najmniejszy ptak miał - proporcjonalnie do wielkości ciała - pióra trzykrotnie dłuższe od największych.

"Te wyniki sugerują, że wszystkie ptaki wróblowe mogą wykazywać podobny wzór” - powiedział Barve. „I nigdy nie bylibyśmy w stanie przyjrzeć się tak wielu różnym gatunkom i dojść do tego bardziej ogólnego wzorca ewolucji bez kolekcji Smithsonian”.

Carla Dove, która prowadzi laboratorium Feather Identification Lab i brała udział w badaniu, powiedziała, że jest podekscytowana współpracą z Barve w celu wykorzystania kolekcji Smithsonian w nowy sposób. „Sahas przyjrzał się ponad 1700 okazów. Posiadanie ich wszystkich w jednym miejscu w centrum Waszyngtonu, w przeciwieństwie do konieczności wyjazdu w Himalaje i badania tych ptaków na wolności, oczywiście robi wielką różnicę. Pozwoliło mu to zebrać dane, których potrzebował szybko, zanim blokady COVID przetoczyły się po całym świecie, a następnie zdalnie pracować nad analiz”.

Barve kontynuuje badanie, przeprowadzając eksperymenty dotyczące tego, ile izolacji ptaki uzyskują ptaki dzięki swoim piórom. Wyniki chce następnie powiązać ze strukturą pióra i proporcją puchu. Pewnego dnia zamierza opracować model, który pozwoli naukowcom przyjrzeć się strukturze pióra i przewidzieć, jaką izolację zapewni ptakowi - zdolność, która może pomóc naukowcom zidentyfikować gatunki wrażliwe na zmiany klimatu.(PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ zan/