1. oldal

A fekete rigók beszédes nevük ellenére nem teljesen feketék: bár tollaik elnyelik a rájuk eső fény javát, a vizsgálatok szerint annak 3–5 százalékát visszaverik. Ha igazán fekete tollazattal akarunk találkozni, egészen Óceániáig kell utaznunk, a legfeketébb tollú madarak a világon ugyanis a Pápua Új-Guineán élő paradicsommadarak közé tartoznak.

Bár a paradicsommadár-félék elsősorban színpompás kültakarójukról híresek, egyes fajaik szinte teljesen feketék. Tollaik olyan mértékben nyelik el a látható fényt, hogy testük vonalai is bizonytalanná válnak, és a madarak inkább hasonlítanak egy lyukra a valóság szövetében, mint egy élőlényre. Ezek a tollak ugyanis minden más biológiai anyagnál feketébbek. Hogy az állatok pontosan hogyan tettek szert ennyire fekete tollazatra, azt Dakota McCoy, a Harvard doktorandusza derítette ki, aki múzeumi gyűjteményekben őrzött tollakat vizsgált meg a mikroszkóp alatt.

A pehelytollak kivételével a madarak tollai többnyire úgy épülnek fel, hogy egy központi tengelyről, egy tollszárról két irányba, egy síkban ágak indulnak ki. Ezek aztán még kisebb, sugaraknak nevezett ágakat hordoznak, amelyek szintén az előbbi síkot gazdagítják. A paradicsommadarak szuperfekete tollai azonban nem egészen így festenek. Esetükben a sugarak nem simulnak bele az ágak síkjába, hanem felfelé pöndörödnek. Ráadásul ezek a kis pelyhek sem sima felületűek, hanem picike tüskék borítják felszínüket.

„Nehéz leírni, hogy festenek, de leginkább egy üvegmosó kefére vagy egy korallágra hasonlítanak” – mondja McCoy. Ezek a különleges struktúrák pedig hihetetlen hatékonysággal nyelik el a fényt. Míg a hétköznapi tollak egy nagyjából sík felületet alkotnak, amelyről könnyen visszaverődhet a fény, a paradicsommadarak fekete tollai különböző irányokba orientált, apró felületek sorából épülnek fel. Így a rájuk eső fény ismételten ide-oda verődik a sugarak és azok pici nyúlványai között, és közben egyre több nyelődik el belőle, míg végül a fény csaknem teljesen elveszik a toll szerkezeti labirintusában.

McCoy, Teresa Feo, az amerikai Természettudományi Múzeum munkatársa és kollégáik vizsgálatai szerint ez a fajta nanofénycsapda a ráeső fény 99,95 százalékát képes elnyelni, ami 10–100-szor nagyobb abszorpciót jelent, mint ami a fekete madarak többségének, például a fekete rigók vagy a varjak fekete tollaira jellemző.

A paradicsommadarak feketéje ráadásul nemcsak a természetben számít különlegesnek: a mesterséges feketék között is a legfeketébbek között van. A legmélyebb fekete anyagot egy brit cég, a Surrey Nanosystems hozta létre: a Vantablack a ráeső fény 99,965 százalékát nyeli el. A különleges anyag függőlegesen orientált szén nanocsövek erdejéből áll, amelyeket több mint 400 ºC-os hőmérséklet mellett növesztenek. A paradicsommadarak tollainak hasonló nanomintázata ugyanakkor szobahőmérsékleten alakul ki.

A Vantablack egészen elképesztő tulajdonságokkal rendelkezik. Annyira fekete, hogy ha lézerrel világítják meg a nyaláb által kirajzolt pötty is eltűnik. A paradicsommadarak fekete tollai majdnem ilyen mértékben nyelik el a fényt, amit McCoy egy látványos elrendezéssel demonstrált is.

Az alábbi képen két toll látható, amelyeket aranyporral hintettek meg. A baloldali darab egy átlagosan fekete madártól, egy kis melampittától származik, és látványosan aranyszínű. A jobboldali toll egy pajzsos paradicsommadáré, és a látszat ellenére szintén aranyporral van borítva. Hogy mégis feketének tűnik, az annak köszönhető, hogy a por finom szemei eltűnnek a tollat borító mikroszkopikus erdőben, így csillogásuk nem éri el a szemünket.

A felfedezés több kérdést is felvet a madarak tollazatával kapcsolatban, mondja Rafael Maia, a Columbia tollszíneket tanulmányozó kutatója. Például azt, hogy a különleges tollszerkezet a paradicsommadarak sajátja, vagy netán más fajok is élnek rokon optikai megoldásokkal. És ha ez a helyzet, vajon mind hasonló módon érik el a rendkívüli feketeséget, vagy másfajta módszereket alkalmaznak?

2. oldal

Számos állat és növény alkalmaz mikroszkopikus mintázatokat annak érdekében, hogy nagyon élénk, fémes, irizáló színekre tegyen szert. Jóval kevesebb azonban azon fajok száma, amelyek ennek ellentétére, a színek teljes elnyelésére törekednek strukturális megoldások révén. A paradicsommadarak mellett ebbe a kategóriába tartozik néhány pillangó, és a gaboni vipera is.

A világ leghosszabb méregfogú kígyója elsősorban álcázásra használja a szuperfekete pikkelyeit. Mivel ezek elmossák testének kontúrjait, nem fekete részei is jobban beleolvadnak az esőerdők avarjába. A paradicsommadarak ugyanakkor a szakértők sejtései szerint ezzel gyökeresen ellentétes céllal hordozzák a fekete tollakat. Ahogy sok más dolognak velük kapcsolatban, ezen különleges „színnek” is abban áll a legfőbb jelentősége, hogy az állatok könnyebben találjanak párt maguknak.

„A fekete tollak valószínűleg egy optikai illúzió részeként fejlődtek ki: azért, hogy az általuk határolt színek még élénkebbnek tűnjenek” – mondja McCoy. Az állati szem és agy alkalmazkodik a megvilágítottság mértékéhez, folytatja a szakértő. Ezért van az, hogy az almát a napfényben és az árnyékban is pirosnak látjuk, pedig a két esetben nagyon eltérő hullámhosszak érik el a szemünket. A szuperfekete keret azonban gátolja ezen adaptálódást, így úgy tűnik, hogy az azzal érintkező színek minden helyzetben nagyon élénkek, mintha világítanának, magyarázza McCoy.

A hím paradicsommadarak pedig maximálisan kiaknázzák ezt a hatást. A Viktória-paradicsommadár udvarlás közben széttárja szuperfekete szárnyait, fejét pedig hátrahajtja ezek közé, hogy jobban érvényesüljön torkának ragyogó kék színe. A galléros paradicsommadár koromnál is feketébb tollait legyezőként széttárva a pofáján és a mellkasán látható kék foltokat hangsúlyozza ki. Ennek eredményeként pedig úgy néz ki, mint egy bizarr, fekete alapon kéken világító szmájli. A koronás paradicsommadár pedig egy szuperfekete „szoknyával” teszi még ragyogóbbá torkának szivárványos színeit.

Ezeknek az illúzióknak is megvannak persze a maguk korlátai. A hatás akkor a legnagyobb, ha szemből tekintünk a madárra, mert a tollak ekkor rendeződnek úgy, hogy a nanoméretű kis kiugrások pont felénk mutatnak, így a lehető legjobban csapdába ejtik a fényt. Ha oldalról nézzük madarakat, azok rögtön veszíteni feketeségükből. Ez az oka annak, hogy a násztáncot járó hímek igyekeznek mindig szemben állni kiszemelt párjukkal, ide-oda ugrálva, ahogy annak tekintete vándorol.

A paradicsommadarak és más lények szuperfeketesége az emberi felhasználás szempontjából is érdekes lehet, hiszen a természetes receptek másolásával talán egy napon könnyebben lehet majd fényelnyelő rétegeket gyártani, mint jelenleg. Ilyenekre pedig nagy szükség van a katonai álcázásban, a napenergia kiaknázása során és a távcsövek összerakásánál is. Minderre persze a Vantablack is megfelel, de ha a tollak struktúráját mondjuk 3D nyomtatással le lehetne másolni, nagyon olcsón lehetne hasonlóan szuperfekete bevonatokat gyártani, mondja McCoy.