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Sonntag, 25. Februar 2018 2

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Schwarz, schwärzer, Paradiesvogelgefieder

Paradiesvögel sind ein Naturwunder - so schön und außergewöhnlich gefiedert, wie sie sind. Ausgerechnet die schwarzen Federn der Tiere bergen einen ungewöhnlichen Superlativ.

Ein männlicher Paradiesvogel (schwarz) präsentiert sein Gefieder einem weiblichen. Foto: Ed Scholes

Cambridge.Paradiesvögel sind eigentlich bekannt für ihr sehr farbenfrohes Gefieder. Wie Biologen herausgefunden haben, bringen sie auch das wohl tiefste Schwarz des Tierreichs hervor.

Die Forscher vermuten den evolutionären Vorteil darin, dass neben dem tiefen Schwarz die farbigen Bereiche des Gefieders umso deutlicher hervortreten. Die brillanten Farben versprechen mehr Aufmerksamkeit bei den Weibchen und eine größere Wahrscheinlichkeit der Fortpflanzung. Die Studie wird im Fachjournal „Nature Communications“ vorgestellt.

Viele Vögel haben schwarze Federn - in der Regel färbt ein Farbpigment wie Melanin sie schwarz. Das Tiefschwarze am Federkleid einiger Paradiesvögel aber entsteht durch sehr feine Strukturen. Die Forscher um Dakota McCoy von der Harvard University in Cambridge (Massachusetts, USA) betrachteten diese Strukturen mit speziellen Mikroskopen genauer. Demnach sind die feinen Verästelungen der tiefschwarzen Federn des Wahnesparadiesvogels (Parotia wahnesi) nicht stabförmig wie bei gewöhnlichen schwarzen Federn. Stattdessen sehen sie aus wie langgezogene Eichenblätter, die an den Ausbuchtungen noch längere Fortsätze tragen.

Bei der Untersuchung, wie viel Licht die tiefschwarzen Federn reflektieren, kamen die Wissenschaftler auf lediglich 0,05 bis 0,31 Prozent. Der erste Wert ist damit fast 100-fach niedriger als bei schwarz pigmentierten Federn (3,2 bis 4,7 Prozent). „Die Reflexionskurven des tiefschwarzen Gefieders waren auch flacher als die vieler künstlicher Samtstoffe sowie tiefschwarzer Schlangenschuppen und Schmetterlingsflügelschuppen“, schreiben die Forscher. Lediglich mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen sei ein ähnlich tiefes Schwarz wie beim Gefieder der Paradiesvögel zu erreichen.

In Computersimulationen fanden die Biologen heraus, dass ein auftreffender Lichtstrahl bei einer tiefschwarzen Feder mehrmals gestreut wird. Bei jeder Streuung wird ein Teil der Strahlung absorbiert (aufgenommen), so dass nur ein winziger Rest am Ende die Feder wieder verlässt. Eindrucksvoll demonstrierten die Forscher den Effekt, indem sie eine schwarze und eine tiefschwarze Feder ganz fein mit Goldfarbe besprühten: Während die schwarze Feder golden erschien, sah die tiefschwarze Feder nach wie vor schwarz aus.

Die Forscher können sich vorstellen, dass ihre Erkenntnisse auch für die Herstellung tiefschwarzer künstlicher Materialien genutzt werden können. „Strukturell absorbierende, tiefschwarze Materialien (die eine extrem niedrige Breitbandreflexion aufweisen) haben wichtige Anwendungen für eine breite Palette von optischen, thermischen, mechanischen und solaren Technologien, einschließlich dünner Solarzellen und der Auskleidung von Weltraumteleskopen“, schreiben sie.

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