De mannelijke exemplaren van de paradijsvogel kunnen hun veren plotseling laten veranderen van kleur. Tot voor kort was niet bekend hoe dat mogelijk is. Met behulp van de nieuwste onderzoekstechnieken zijn wetenschappers er onlangs achter gekomen.

Een van hen was Doekele Stavenga, hoogleraar biofysica aan de Rijksuniversiteit Groningen. Samen met collega’s uit Australië en Groot-Brittannië bestudeerde hij de veren van de bijzondere vogel, die vooral in Nieuw-Guinea voorkomt.

Stavenga ontwierp een instrument waarmee hij de kleurverandering van de paradijsvogel kon meten: de ”imaging scatterometer”. Hiermee bestudeerde hij eerder de vleugels van vlinders.

De imaging scatterometer is uniek. Met de meetopstelling kon hij in één keer vanuit alle hoeken het licht in een veer van de paradijsvogel vaststellen. „We maken hiervoor gebruik van een elliptische spiegel. Tot nu toe werd dit soort metingen slechts vanuit enkele hoeken gedaan. Met deze unieke opstelling konden we direct de lichtverstrooiing over de gehele 180 graden afbeelden”, legt de hoogleraar uit.

Voor alle duidelijkheid: Stavenga vloog niet naar Nieuw-Guinea om het gedrag van de paradijsvogel te bestuderen, maar onderzocht slechts een enkele veer die zijn collega uit Engeland had meegenomen. „Ik had er wel graag naartoe gewild. Helaas ken ik de paringsdans van een paradijsvogelmannetje alleen maar van het filmpje op YouTube van de Britse natuurkenner David Attenborough”, aldus Stavenga.

De paradijsvogel spreekt al tientallen jaren tot de verbeelding van onderzoekers vanwege de snelle kleurveranderingen van de veren van het mannetje. Toch is de vogel daar niet uniek in. Ook andere vogels, zoals pauwen, duiven en spreeuwen, bezitten veren die van kleur kunnen veranderen. Ook sommige vlinders, kevers en planten vertonen kleurveranderingen.

Het unieke van de paradijsvogel is evenwel dat hij abrupt van kleur verandert. „De baardjes van de meeste vogelveren bestaan uit laagjes melanine omringd door keratine die werken als een meerlaagse spiegel. Door iridiscentie krijgen de vogelveren zo een groene of blauwe kleur. Maar flitsende kleurovergangen zoals bij de paradijsvogel bereik je hier niet mee.”

De wetenschappers ontdekten dat de flitsende kleurveranderingen te danken zijn aan de structuur van de zogenaamde baardjes in de veer: microscopisch kleine vertakkingen van de zogenaamde baarden van de veerschacht. Bij normale vogelveren is de doorsnede van deze baardjes plat ovaal, bij paradijsvogels bleken ze gekromd, net als een boemerang. Juist die boemerangvorm is het geheim achter het kleurenspel van de paradijsvogel, zegt Stavenga: „De veer werkt als een drievoudige spiegel. In het midden van de boemerangvorm reflecteert het baardje oranje, aan de zijkanten blauw. Als de veer iets kantelt, verandert het spectrum en wordt het gereflecteerde licht ineens geel, groen of paars.”

De bioloog wil weten waarom het mannetje zo snel van kleur verandert. Hij doet dit om het vrouwtje te versieren. De eerste stap in de uitgebreide paringsdans is het vrijmaken van de dansvloer: het mannetje verwijdert rondslingerende bladeren en takjes van het stuk grond waar hij zijn dans gaat opvoeren en roept ondertussen de vrouwtjes.

De vrouwelijke paradijsvogels kijken vervolgens toe hoe het mannetje zijn dans opvoert en daarbij hevig met zijn borst schudt, waardoor de borstveren continu van kleur verschieten. Volgens Stavenga lijken de boemerangvormige baardjes „een evolutionaire aanpassing” van de normale veer, om sterke kleurveranderingen te produceren. „Voor ons mensen ziet het er prachtig uit, maar we weten natuurlijk niet hoe de vrouwelijke paradijsvogels het kleurenspel precies waarnemen. Het is echter overduidelijk dat de plotselinge kleurovergangen een belangrijke verleidingstechniek van het paradijsvogelmannetje zijn.”

Nanotechnologie

De optische industrie is erg geïnteresseerd in de onderzoeksresultaten van de Groningse hoogleraar biofysica Doekele Stavenga en zijn collega’s uit Engeland en Australië. Hun bevindingen, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the Royal Society B, kregen wereldwijd aandacht. Bionica, ook wel biomimetica, biotechniek of bio-elektronica genoemd, is het onderzoek naar de werking van systemen in de natuur en de technologische toepassing daarvan. De kleureffecten die de paradijsvogels laten zien, worden min of meer al toegepast in de auto-, cosmetica- en kledingindustrie. Er zijn regenjassen en lippenstiften die bijzondere kleureffecten weergeven en met ledverlichting wordt het uitwaaieren van licht voorkomen. Deze vorm van nanotechnologie past de paradijsvogel al sinds jaar en dag toe, aldus Stavenga.