Papegaaien, toekans en andere felgekleurde tropische vogels zijn meestal daar te vinden – in de tropen. Degenen die verder naar het noorden en het zuiden wonen, hebben meestal lichtere veren. De oorsprong van deze verschillen in verenkleed heeft wetenschappers eeuwenlang in verwarring gebracht: evolueerden kleurrijke veren in de tropen, of hadden tropische vogels kleurrijke voorouders die van ergens anders naar de regio stroomden?
Een nieuwe duik in de stamboom van vogels heeft onthuld dat kleurrijke veren 415 keer voorkomen. In de meeste gevallen kwamen ze van buiten de tropen. Het is ook waarschijnlijk dat de voorouder van alle moderne vogels iriserende veren had. De bevindingen worden gedetailleerd beschreven in een studie die op 26 juli in het tijdschrift werd gepubliceerd Ecologie van de natuur en evolutie.
Kleur en iris in het dierenrijk
Eén manier waarop dieren kleur produceren is door middel van pigmenten die door cellen worden geproduceerd. Bij vogels zorgt het pigment melanine voor zwarte, grijze, bruine en oranje kleuren. Carotenoïden gebruiken gespecialiseerde veerstructuren om lichtere tinten te creëren.
Een ander proces is via structurele verf. Dit komt door de manier waarop licht weerkaatst op verschillende arrangementen van cellulaire structuren. De irisatie – die regenbooggloed die uit een zeepbel komt – is een voorbeeld van structurele kleur.
[Related: Why blue animals are so rare in nature.]
“Iridescentie werkt door bepaalde golflengten van licht weg te filteren, maar andere weer in je oog te reflecteren”, zegt Chad Eliason, co-auteur van de studie en wetenschapper aan het Field Museum in Chicago. Populaire wetenschap. “Omdat de kleur die je ziet afhangt van de afstand die het licht door het iriserende object aflegt, zie je andere kleuren als je je kijkhoek verandert. Het is het fenomeen irisatie.”
Tropische vogels krijgen hun heldere kleuren door een mengsel van briljante pigmenten en structurele kleuren zoals irisatie.
‘We hebben veel wiskunde gedaan’
In de nieuwe studie creëerde het team een database van 9.409 vogelsoorten om te kijken hoe kleur zich over de hele wereld verspreidt. Het team heeft video’s, foto’s en wetenschappelijke illustraties doorgenomen van de meeste levende vogelsoorten die wetenschappelijk zijn gedocumenteerd. Onderweg volgden ze welke soorten iriserende veren hebben en waar deze vogels voorkomen.
Vervolgens combineerden ze de kleurgegevens van de vogels met een reeds bestaande, op DNA gebaseerde stamboom. Dit hielp hen te bepalen hoe alle soorten met elkaar verwant waren. Volgens Eliason “hebben we veel wiskunde gedaan” en de informatie in het modelleringssysteem ingevoerd om de oorsprong en verspreiding van de iris vast te stellen.
Uit het model bleek dat kleurrijke vogels van buiten de tropen miljoenen jaren geleden naar de regio kwamen. Vervolgens vertakten ze zich in de loop van de tijd in veel verschillende soorten. De verrassing zat ook in al dat rekenwerk.
Een kleurrijke verrassing
Levende vogels zijn technisch gezien een gespecialiseerde groep dinosaurussen, en het model gaf aan dat de gemeenschappelijke voorouder van alle vogels die vandaag de dag leven de iriserende veren had die nog steeds op de stamboom van vogels schitteren.
De vroegst bekende vogel – Archaeopteryx – leefde 140 miljoen jaar geleden. Een subgroep van vogels, Neornithes genaamd, evolueerde ongeveer 80 miljoen jaar geleden en werd de enige vogels die de massale uitsterving van 66 miljoen jaar geleden overleefden, waardoor de meeste andere dinosauriërs werden weggevaagd. Moderne vogels zijn leden van Neornithes, en het model geeft aan dat de ruiveren zo ver teruggaan.
[Related: Leggy dinosaur species could be the latest feathery clue to bird evolution.]
Wetenschappers zoeken naar bewijs van irisatie door te zoeken naar structuren die irisatie veroorzaken bij moderne vogels.
“In dit geval zijn de structuren de lagen melaninepigment in de veren”, zegt Eliason. “Als we vergelijkbare lagen of structuren in fossielen zien, kunnen we veronderstellen dat deze uitgestorven dieren ook irisatie kunnen veroorzaken.”
Deze ontdekking zou belangrijke implicaties kunnen hebben voor de paleontologie, maar er moet nog veel werk worden verzet om meer te weten te komen.
“De volgende stappen zijn het bestuderen van waar op het lichaam irisatie werd gevonden bij voorouderlijke vogels, waarom sommige vogels iriserende structurele kleuren gebruiken en andere niet-iriserende structurele kleuren voor signalering, en om de biologische functie van irisatie te bestuderen om te begrijpen waarom het geassocieerd is met verspreiding/uitbreiding van het verspreidingsgebied onder vogels zoals we ontdekten”, zegt Eliason.