Pfauen, die seit Jahrhunderten wegen ihres prächtigen Gefieders bewundert werden, haben Wissenschaftler erneut überrascht. Untersuchungen von Wissenschaftlerteams der Florida Polytechnic University und der Youngstown State University haben gezeigt, dass diese majestätischen Vögel über etwas verfügen, das an biologische Laser erinnert.
Das Geheimnis des Glanzes der Pfauen
Die schillernden Federn des Pfaus enthalten Nanostrukturen, die das Licht streuen und ihnen ihre charakteristischen Blau- und Grüntöne verleihen. Die Forscher gingen jedoch noch einen Schritt weiter. Nachdem sie einen speziellen Farbstoff auf den Schwanz eines Pfaus aufgetragen hatten, stellten sie fest, dass dieselben Nanostrukturen Lichtwellen ausgleichen und sie auf eine Weise reflektieren können, die an die Funktionsweise von Lasern erinnert.
Dieser Prozess besteht in der Anregung von Atomen in Nanostrukturen, was zur Emission von Photonen führt. Das Ergebnis sind charakteristische gelb-grüne Lichtstrahlen.
Obwohl die Verstärkung von Licht in der Natur kein einzigartiges Phänomen ist, ist die exakte Ausrichtung der Lichtwellen, wie sie bei Pfauenfedern zu beobachten ist, eine echte Seltenheit. Eine Schlüsselrolle spielen dabei optische Resonatoren – mikroskopisch kleine Vertiefungen in der Struktur der Federn, die die Synchronisation der Lichtwellen ermöglichen.
Wissenschaftler haben entdeckt, dass sich diese resonierenden Nanostrukturen in verschiedenen Teilen des sogenannten Augenflecks auf den Federn des Pfaus befinden. Darüber hinaus strahlt jede von ihnen zwei verschiedene Wellenlängen aus: grün und gelb-orange.
„Es ist erstaunlich, dass diese Strukturen über die gesamte Feder verteilt sind und Licht mit identischen Wellenlängen auf so harmonische Weise ausstrahlen“, betonen die Autoren der Studie.
Evolution oder Zufall?
Es bleibt unklar, warum die Evolution den Pfauen einen so komplexen optischen Mechanismus verliehen hat. Es ist nicht bekannt, ob dies zur Anlockung von Partnern, zur Abschreckung von Raubtieren oder vielleicht nur als unbeabsichtigter Nebeneffekt geschah.
Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten nicht nur in der Biologie, sondern auch in der Technologie. Das Verständnis der physikalischen Eigenschaften dieser Nanostrukturen könnte zur Entwicklung naturinspirierter Laser beitragen oder Biologen neue Werkzeuge für die Erforschung lebender Organismen liefern.
„Was die Pfauen angeht, können wir nur raten, warum die Evolution Laser in ihr schillerndes Gefieder eingebaut hat“, resümieren die Wissenschaftler.
