Spiegazione dell'illusione ottica del "buco nero" dell'uccello del paradiso

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Il nero non diventa molto più nero del piumaggio degli uccelli maschi del paradiso e nuove ricerche rivelano il perché.

Le piume più nere di questi uccelli della foresta pluviale hanno una forma sostanzialmente diversa, a livello microscopico, rispetto alle normali piume nere. La nanostruttura della piuma li rende particolarmente inclini alla dispersione e al riassorbimento della luce, e ciò a sua volta li rende non solo neri, ma un nero opaco che sembra spazzare via la luce.

"Il nero colpisce così tanto questi uccelli del paradiso. Sembra davvero diverso", ha detto Teresa Feo, un membro post dottorato presso la divisione degli uccelli della Smithsonian Institution. "Quando li guardi, sono così scuri che i tuoi occhi non riescono a concentrarsi su di loro. Ti senti quasi un po 'stordito."

Il più nero dei neri

Gli uccelli del paradiso sono meglio conosciuti per i loro colori drammaticamente appariscenti rispetto al loro piumaggio scuro. Si trovano in luoghi come l'Indonesia e l'Australia e sono famosi per le loro lunghe code, i colori vivaci e le vistose danze di accoppiamento.

Un maschio Victoria's Riflebird (Ptiloris victoriae) maschio mostra il suo piumaggio per una femmina su una vite a Malanda, nel Queensland, in Australia. (Credito immagine: Martin Willis / Minden Pictures / Newscom)

Accanto alle loro piume colorate, tuttavia, molte specie sfoggiano piume nere opache che sono "così strane", ha detto Feo a Live Science. Questa stranezza ha spinto lo studente laureato di Harvard Dakota McCoy a iniziare a studiare la struttura delle piume per capire perché fossero così bravi ad assorbire la luce. Feo e molti altri colleghi si uniranno successivamente al progetto per aiutare a fare il lavoro di imaging e modellare l'ottica delle strutture di piume di cinque specie di uccelli del paradiso e due semplici specie di uccelli neri.

Utilizzando la microscopia elettronica a scansione e altri metodi di imaging estremamente ravvicinati, i ricercatori hanno scoperto che le piume super-nere hanno una struttura microscopica insolita. I rami microscopici più piccoli delle normali piume nere si sovrappongono in genere e giacciono piatti, ha detto Feo. Le piume super-nere, d'altra parte, hanno una struttura ramificata complessa - se osservate da vicino, i rami sembrano foglie di quercia secche e arricciate. Invece di riposare in piano, si attaccano a piccole foreste di rami, come le setole su un pennello da bottiglia, disse Feo.

La piuma super-nera del fucile Paradise (Ptiloris paradiseus), a destra, è così nero a causa della sua insolita microstruttura, rispetto alla piuma nera di una melampitta minore (Melampitta lugubris). Anche se ricoperto d'oro (in basso a destra), la piuma dell'uccello del paradiso appare super nera. (Credito immagine: Dakota McCoy)

Far risaltare i colori

Questa struttura essenzialmente intrappola la luce, facendola rimbalzare attorno ai piccoli vuoti tra i rami. Più la luce si disperde in questo modo, più colpisce inevitabilmente di nuovo la superficie della piuma. E più volte la luce colpisce la superficie della piuma, maggiori sono le possibilità che venga assorbita anziché riflessa nell'occhio dello spettatore.

Un maschio uccello del paradiso mostra il suo piumaggio simile a un'illusione ottica durante la prima stagione del "Pianeta Terra" della BBC. (Credito immagine: BBC)

In effetti, il riflesso delle piume super-nere era quasi il più basso possibile di molti materiali sintetici resi il più antiriflesso possibile, tra 0,05 e 0,31 percento, i ricercatori hanno riferito il 9 gennaio sulla rivista Nature Communications. Per fare un confronto, le normali piume nere riflettono circa dal 3,2 al 4,7 percento della luce.

Solo gli uccelli maschi del paradiso hanno queste piume ultra nere, disse Feo, e si trovano solo sulle ali, sul petto e in altri luoghi che gli uccelli mostrano durante le esibizioni di accoppiamento. (Non è ancora noto se altri uccelli hanno strutture simili, ha detto Feo.) I ricercatori sospettano che i maschi usino le toppe di piumaggio che succhiano la luce per scatenare le loro patch colorate e iridescenti in una sorta di illusione ottica familiare agli amanti dell'arte kitsch.

"Se hai mai visto un dipinto di velluto Elvis, uno di quei dipinti su velluto, quei colori si aprono", ha detto Feo.

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