|
Däggdjurens päls är nästan aldrig bjärt färgad. Med få undantag är den brun eller grå. Ibland är den svart eller vit. Fåglar har däremot ofta en bjärt färgad och brokig fjäderdräkt. Sannolikt beror detta på att de flesta däggdjur är nattaktiva med ett dåligt färgseende. Dessutom är det mycket få djur som kan se färger i svag belysning. De flesta fåglar är däremot dagaktiva med ett välutvecklat färgseende. Men varför är fåglar, som ser färger så bra, så ofta vita?
Fjäderdräkt som kamouflage
Färgad fjäderdräkt hos fåglar fungerar ofta som kamouflage (krypsis). Hos många arter är fjäderdräkten färgad i bruna och grå nyanser, som ger ett mycket gott kamouflage. Ofta är det bara honorna, som är kamouflerade, något som kommer väl till pass när de ruvar äggen. Buken är ofta ljusare än ryggen. Detta gör djuren svårare att upptäcka. Läs om denna så kallade motskuggning på en annan sida. Texten fortsätter under bilden.
Varför har många hanar färgstark fjäderdräkt?
Det finns emellertid också många fåglar som är bjärt färgade. Röda, gula, gröna och blå färger är vanligt förekommande. Färgerna kan ha en funktion vid kommunikation med artfränder. Ofta är det bara hanarna som bär på iögonenfallande färger. Då handlar det om så kallad sexuell selektion. Hanar med klara färger signalerar att de är starka och fortplantningsdugliga. Sådana hanar kan skrämma bort rivaler. De kan också vara särskilt attraktiva för honorna. Välkända exempel på sexuell selektion är fasan och tjäder. Paradexemplen är paradisfåglarna på Nya Guinea och påfågeln. Texten fortsätter under videon.
|
I den här videon kan man se parningsspelet hos flera arter av paradisfåglar, paradexempel på sexuell selektion. Många hanar är bjärt färgade och försedda med egendomligt utformade fjädrar. Honorna är mindre pråliga och ofta kamouflagefärgade. From YouTube, courtesy of Cornell Lab of Ornithology. |
|
Kan vit fjäderdräkt ge kamouflage?
Redan Charles Darwin frågade sig, varför så många fåglar är vita. Vita fjädrar saknar färgämnen. De innehåller en mängd mycket små luftbubblor som reflekterar ljuset i alla riktningar, så kallad spridning. Alla färger inom det för människan synliga spektralområdet reflekteras i lika hög grad. Detta gör att fjädrarna ter sig vita för våra ögon. Vitt ljus är ju en kombination av alla regnbågens färger. Fjädrarnas struktur bidrar också till deras vita färg. Det handlar om samma fenomen som gör mjölk vit, fast i mjölken sprids ljuset av små fettdroppar.
Hos vita fåglar har båda könen ofta likfärgad fjäderdräkt. Därmed är sexuell selektion mindre sannolik. I kalla snötäckta områden ger den vita fjäderdräkten kamouflage. Detta gäller förmodligen ripor, fjälluggla och möjligen de svanarter, som häckar i Arktis. Men det finns många vita fåglar i andra klimatområden, även i tropikerna. Exempel är flera svanarter, albatrosser, de flesta måsfåglar och flera hägerarter.
Det är anmärkningsvärt många havsfåglar som är vita, åtminstone på undersidan. Det har föreslagits att de därigenom bli svårare att upptäcka för de fiskar som är deras byten. Men det finns tunga invändningar mot denna hypotes. De kamoufleras möjligen mot en bakgrund av vita moln, men inte mot en gråmulen eller blå himmel. Fåglar som simmar på vattnet ses av fiskar, oberoende av vilken färg de har på undersidan.
Kan vit fjäderdräkt gynna temperaturreglering?
Ljus och mörk fjäderdräkt kan emellertid ha betydelse för en fågels upptag av värme genom absorption av synligt ljus från solen. Men detta gäller bara vid direkt solbelysning. I molnigt väder och i skugga står det synliga ljuset för en mycket liten del av värmeupptaget.
Den för människan synliga solstrålningen kan reflekteras av, absorberas av och/eller passera igenom en fågels fjäderdräkt. Man måste emellertid undersöka arten i fråga för att ta reda på vad som händer med ljuset. Det är viktigt att framhålla att det inte bara är fjädrarnas färg som avgör hur ljuset beter sig. Även fjädrarnas struktur och fjäderdräktens täthet är av betydelse. Nedan diskuterar jag två teoretiska möjligheter för vit fjäderdräkt. Notera att jag här först bara talar om för människan synlig solstrålning, inte om infraröd strålning ("värmestrålning") och UV-strålning. Resonemangen gäller också däggdjur med vit päls.
En vit fjäderdräkt hos en fågelart kan tänkas reflektera merparten av den synliga solstrålningen och absorbera resten nära ytan, varvid ytan värms upp. Om vinden blåser eller om djuret rör sig, kommer en stor del av den på ytan bildade värmen att övergå till luften genom så kallad konvektion. Då blir fågelns värmeupptag från solen litet, och risken för överhettning minskar i varmt väder.
En vit fjäderdräkt hos en annan art kan tänkas släppa igenom en stor del av den synliga solstrålningen ända ner till huden och reflektera en mindre del på fjäderdräktens yta. Om huden är svart, absorberar den nästan all synlig strålning som når den och reflekterar mycket lite synlig strålning. Då blir värmeupptaget stort från den synliga strålningen och relativt lite värme försvinner från djuret genom konvektion under blåsiga förhållanden. Risken för nedkylning i kallt blåsigt väder minskar då. Intressant nog finns det flera vita fåglar som har svart hud under den vita fjäderdräkten.
Man kan mycket grovt säga att solstrålningsenergin under en klar himmel vid jordytan till 40 procent består av för människan synligt ljus och till 60 procent av infraröd strålning. Den intresserade kan begrunda faktarutan nedan. Ur uppvärmingssynpunkt kan man försumma andra våglängder, inklusive UV-strålning. Men UV-strålningen har naturligtvis andra effekter. Den är till exempel kancerframkallande. Hos människor stimulerar den också en kemisk reaktion i huden, som gör att vi själva kan bilda vitamin D. Läs om D-vitamin och människans hudfärg på en annan sida. Texten fortsätter under faktarutan.
 |
Solstrålningens sammansättning
Instrålning av elektromagnetisk strålning från solen till Jorden vid olika våglängder från en molnfri himmel. På den lodräta axeln anges den mängd energi (joule) som under 1 sekund träffar 1 kvadratmeter jordyta vid varje våglängd (enheten blir W/m2/nm). Den vågräta axeln visar strålningens våglängd (nm). De lodräta streckade linjerna avgränsar UV-strålning, synligt ljus och IR-strålning. Vi ser en röd yta mellan de streckade linjer som avgränsar synligt ljus. Denna yta motsvarar den energimängd synligt ljus som under 1 sekund träffar 1 kvadratmeter jordyta vid havsytans nivå. De röda ytorna till höger om denna yta motsvarar den energimängd infraröd strålning som under 1 sekund träffar 1 kvadratmeter jordyta vid havsytans nivå. En rimlig skattning är att den infallande solenergin vid jordytan till ungefär 40 procent består av synligt ljus och till ungefär 60 procent av infraröd strålning. Courtesy of Nick84 from Wikimedia Commons under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License. |
|
De flesta fåglar kan, intressant nog, se UV-strålning. För dem ingår alltså UV-strålningen i det synliga ljuset. Hos vissa vita fåglar, t.ex. gråtrut och fjälluggla, reflekterar fjäderdräkten merparten av UV-strålningen. Dessa fåglar skulle alltså kunna vara "vita" också sedda genom fågelögon, eftersom de reflekterar alla våglängder av det ljus fåglarna ser. Hos andra vita fåglar reflekteras UV-strålning delvis eller mycket lite av fjädrarna. Till dem hör knölsvanen. Man har dock inte testat fjädrar från alla delar av svanens kropp. Knölsvanen är därför troligen inte "vit" sedd genom fågelögon, utan har en färg som vi människor omöjligt kan föreställa oss, åtminstone på delar av kroppen.
Biologiska ytor, oberoende av vilken färg de har, är i det närmaste "svartkroppar", när det gäller infraröd strålning av alla våglängder. Det betyder att nästan ingen infraröd strålning reflekteras. Djurs hud absorberar således nästan all infallande infraröd strålning som når den. Detta gäller såväl vit hud, svart hud som hud av alla andra färger. Det samma gäller päls och fjäderdräkt med olika färg, om den inte är så gles att en del infraröd strålning når huden. Nästan all infraröd strålning som når huden absorberas där, oberoende av vilken färg huden har.
När det gäller förluster av värme från kroppen genom strålning, spelar kroppsytans färg ingen roll. Detta beror på att all strålning som avges från hud, fjädrar och päls är infraröd strålning. Vid de relativt låga temperaturer, under vilka liv kan existera, utsänder inga kroppar temperaturorsakad strålning inom det för människan synliga spektralområdet. Solen, med en yttemperatur på cirka 5000 grader Celsius, sänder däremot ut synligt ljus.
Så långt de teoretiska övervägandena. Det finns några undersökningar av den synliga solstrålningens betydelse för vita fåglars värmebalans. I en studie jämförde man solbelysta svarta och vita duvor. Vid låga vindstyrkor tog de svarta duvorna upp mycket mer värme i kroppen än de vita, eftersom de reflekterade lite och absorberade mycket av den synliga solstrålningen, utan att den bildade värmen fördes bort genom vindens konvektion. Vid höga vindstyrkor tog både de svarta och de vita duvorna upp betydligt mindre värme än vid låga, eftersom den bildade värmen fördes bort av vinden. Men de vita duvorna tog då upp mer värme än de svarta eftersom en stor del av solstrålningen trängde djupt in i fjäderdräkten och inte blåste bort. Skillnaden var dock ganska liten. I en annan studie jämförde man de två färgvarianterna av snögås, den vita och den grå. Man kunde inte säkert påvisa någon effekt av färgskillnaden. En studie av olika hägerarter i Floridas varma klimat tydde på att vita hägrar var mindre värmestressade, förmodligen beroende på att deras fjäderdräkt reflekterade en stor andel av den synliga solstrålningen. I en studie av dalripor i stillastående luft fann man att ripor med mörk fjäderdräkt värmdes upp mer av solstrålning än vita ripor. Man fann ingen skillnad i uppvärmning mellan mörka och vita ripor, när det blåste.
Slutsatser
I en översiktsartikel gjordes en genomgång av alla föreslagna funktioner för vit fjäderdräkt. Slutsatsen blev att det inte finns starkt experimentellt stöd för någon av hypoteserna. Man föreslog en alternativ hypotes, nämligen att vit färg är ett grundtillstånd och att fåglar blir vita, om färgad fjäderdräkt inte gynnas av det naturliga urvalet. I och för sig sparar vita fåglar på energi genom att de slipper producera pigmentet melanin till fjädrarna. Men denna hypotes synes mig osannolik och den saknar experimentellt stöd. Darwins fråga förblir obesvarad. Hos flertalet vita fåglar vet man inte vilken funktion, om någon, den vita färgen har.
Läs om fåglars och däggdjurs färgseende och artikeln "Färglagd päls och fjäderdräkt: hur hår och fjädrar bildas och hur de får sin färg" på andra sidor. Läs också artikeln "Ska man ha vita eller svarta kläder i stark värme, om man vill undvika överhettning?".
Referenser
B. A. Beasley and C. D. Ankney: Physiological responses of cold-stressed blue and snow phase
lesser snow goose goslings (Canadian Journal of Zoology 70:549-552, 1992).
D. Burkhardt: UV vision: a bird's eye view of feathers (Journal of Comparative Physiology A 164:787-796, 1989).
H. I. Ellis: Metabolism and solar radiation in dark and white herons in hot climates (Physiological Zoology 53:358-372,1980).
W. L. N. Tickell: White Plumage (Journal of the Waterbird Society 26:1-128, 2003).
J. M. Ward et al.: Thermal consequences of turning white in winter: a comparative study of red grouse Lagopus lagopus scoticus and Scandinavian willow
grouse L. l. lagopus (Wildlife Biology 13:120-129, 2007).
B. O. Wolf and G. E. Walsberg: The role of the plumage in heat transfer processes of birds (American Zoologist 40:575-584, 2000).
Till början på sidan
Till "Djurfakta"
|
