As cores do arco-íris dos beija-flores vêm de estruturas em forma de panqueca em suas penas

Os beija-flores são algumas das aves mais coloridas do mundo. Suas penas são iridescentes, a luz é refletida nelas como uma bolha de sabão, resultando em tons brilhantes que mudam conforme você as olha de diferentes ângulos. Enquanto outras aves, como patos-selvagens, podem ter penas brilhantes, nada parece se aproximar dos beija-flores, e os cientistas não sabem ao certo por quê. Mas um estudo na revista Evolution mostra que, embora as penas dos beija-flores tenham a mesma composição básica das outras aves, a forma especial de suas estruturas contendo pigmento permite que reflitam um arco-íris de luz.

- "A grande questão que me mantém acordado à noite é: por que alguns grupos de pássaros são mais coloridos do que outros?" diz Chad Eliason, primeiro autor do artigo e pesquisador de pós-doutorado no Museu Field, em Chicago. - "Você pode olhar pela janela e ver pássaros marrons monótonos, e então você tem essa gema brilhante flutuando no seu alimentador de beija-flores. Por que os beija-flores são tão coloridos? É o ambiente, é a seleção sexual? Ou é algo sobre os mecanismos internos, a física e a forma como as cores são produzidas?"

Para responder a essas perguntas, Chad e sua equipe internacional de colegas conduziram o maior estudo óptico de todas as penas de beija-flores. Eles examinaram as penas de 35 espécies de beija-flores com microscópios eletrônicos de transmissão e as compararam com as penas de outras aves de cores vivas, como marreco-selvagem-real, para procurar diferenças em sua composição.

As penas de todas as aves são feitas de queratina, o mesmo material dos nossos cabelos e unhas, e são estruturadas como pequenas árvores, com partes que lembram um tronco, galhos e folhas. As "folhas", chamadas bárbulas de penas, são compostas de células que contêm organelas produtoras de pigmento chamadas melanossomos. Também temos melanossomas, que produzem o pigmento escuro de melanina que colore nosso cabelo e pele. Mas o pigmento não é a única maneira de obter cor. A forma e o arranjo dos melanossomos podem influenciar a maneira como a luz é refletida neles, produzindo cores brilhantes.

- "Chamamos essas cores iridescentes de 'cores estruturais' porque elas dependem das dimensões estruturais", diz o co-autor Matthew Shawkey, da Universidade de Ghent, na Bélgica. - "Uma boa analogia seria como uma bolha de sabão. Se você apenas olhar para um pouco de sabão, vai ser incolor. Mas se você estruturar da maneira certa, se você espalhar bem fino para formar a casca de um bolha, você obtém aquelas cores brilhantes do arco-íris nas bordas. Funciona da mesma maneira com os melanossomos: com a estrutura certa, você pode transformar algo incolor em algo realmente colorido."

- "Nos mamíferos, a melanina não está organizada de maneira sofisticada dentro dos pelos, mas nos pássaros, você obtém essas camadas de melanossomas e, quando a luz reflete nas diferentes camadas, vemos cores brilhantes", diz Chad.

Mas mesmo entre as aves, os melanossomas dos beija-flores são especiais. O marreco-real têm melanossomos em forma de tronco sem ar dentro, mas os melanossomos dos beija-flores são em forma de panqueca e contêm muitas pequenas bolhas de ar. A forma achatada e as bolhas de ar dos melanossomos do beija-flor criam um conjunto mais complexo de superfícies. Quando a luz brilha nessas superfícies, ela é refletida de uma forma que produz iridescência.

Os pesquisadores também descobriram que as diferentes características que tornam as penas dos beija-flores especiais -como a forma do melanossoma e a espessura do forro das penas- são características que evoluíram separadamente, permitindo que os beija-flores se misturassem e combinassem uma ampla variedade de características. É mais ou menos como você pode fazer mais combinações de roupas com três camisas e três pares de calças do que com três vestidos. Em suma, as penas do beija-flor são supercomplexas, e é isso que as torna muito mais coloridas do que outras aves.

E, observam os autores, este projeto abre as portas para uma maior compreensão de por que os beija-flores desenvolvem as cores específicas que eles têm.

- "Nem todas as cores dos beija-flores são brilhantes e estruturais – algumas espécies têm plumagem monótona e, em muitas espécies, as fêmeas são menos coloridas que os machos", observou o coautor Rafael Maia, biólogo e cientista de dados da Instacart.

Neste artigo, eles descreveram um modelo de como todas essas variações podem ser alcançadas nas penas. Agora surgem outras perguntas sem reposta. Por exemplo, se é possível exibir uma grande variedade de cores, por que muitos beija-flores são verdes? Eventos, predação ou variação feminina nas preferências ainda são questões em aberto e desafiadoras, também.

- "Este estudo prepara o terreno para realmente entender como os padrões de cores são desenvolvidos. Agora que temos uma ideia melhor de como a estrutura das penas mapeia a cor, podemos realmente analisar quais genes estão por trás dessas cores realmente loucas nos pássaros", concluiu Chad.

O beija-flor-de-cabeça-magenta, beija-flor-de-anna ou colibri-de-anna (Calypte anna) é um desses destaques lembrados por Chad. O macho tem uma impressionante coroa e gorjal rosa-avermelhado, que são fortemente iridescentes e dependem do ângulo de iluminação e observação de aves competidoras fêmeas ou machos.

Aves machos com níveis elevados de proteína em sua dieta têm coroas mais coloridas e maior iridescência nas penas da cabeça em comparação com aves machos com baixa ingestão de proteína.