전 세계에 서식하는 10,000여 종의 새가 보여주는 놀랍도록 다양한 색상과 무늬에서 짐작할 수 있듯이 새는 색을 볼 수 있습니다. 새의 깃털 색은 색소 또는 깃털의 구조로 인한 빛의 굴절이라는 두 가지 방식으로 형성됩니다. 어떤 경우에는 깃털 색이 안료(pigment)와 구조적 색(structural colors)의 조합의 결과입니다. 일부 앵무새의 녹색은 깃털의 파란색 반사 특성 위에 노란색 안료가 겹쳐서 나타나는 결과입니다.

색소 깃털의 미세 구조. 이 경우 빨간색 파장을 제외한 모든 파장이 색소 알갱이에 흡수됩니다. Image: Andrew Leach

카로티노이드(Carotenoids)

Blackburnian Warbler male singing

수컷 블랙버니언 워블러(Blackburnian Warbler)의 목과 가슴 깃털에는 카로티노이드 색소가 함유되어 있습니다. Image: Kevin J. McGowan

북방 추기경(Northern Cardinal)의 붉은색은 카로티노이드라는 색소 종류에서 유래합니다. 카로티노이드는 식물에서 생성되며 식물을 먹거나 식물을 먹은 무언가를 먹음으로써 섭취할 수 있습니다. 카로티노이드는 금화조와 노랑지빠귀의 밝은 노란색과 수컷 블랙버니언 워블러의 선명한 오렌지빛 노란색의 원인이 됩니다. 카로티노이드는 멜라닌과 상호작용하여 암컷 스칼렛타나저(Scarlet Tanager)의 올리브그린과 같은 색을 만들어낼 수 있습니다.

멜라닌

photo of a great horned owl's horn feathers

큰부엉이 깃털에는 멜라닌 색소가 함유되어 있습니다. Image: Jen St. Louis

멜라닌은 새의 피부와 깃털 모두에서 작은 색 알갱이로 존재합니다. 멜라닌은 농도와 위치에 따라 가장 진한 검은색부터 적갈색과 옅은 노란색까지 다양한 색을 띠게 됩니다.

멜라닌은 단순한 착색 이상의 기능을 합니다. 멜라닌이 함유된 깃털은 멜라닌이 없는 깃털보다 더 강하고 마모에 강합니다. 색소가 없는 깃털은 가장 약한 깃털입니다. 그렇지 않은 많은 흰색 새들은 날개나 날개 끝이 검은색 깃털을 가지고 있습니다. 이러한 비행 깃털은 가장 마모되기 쉬운 깃털입니다. 또한 멜라닌은 깃털 끝을 검게 보이게 하는 원인이기도 합니다.

포르피린(Porphyrin)

 

Red-crested Turaco

붉은가슴 투라코 깃털에는 포르피린에서 추출한 색소가 함유되어 있습니다. Image: Lachlan Skene

세 번째 색소 그룹인 포르피린은 아미노산을 변형하여 생성됩니다. 각 포르피린의 정확한 화학 구조는 다르지만 모두 공통된 특성을 공유합니다. 특정 암석과 광물이 자외선에 노출되면 밝은 빨간색으로 형광을 발산하는 것과 같은 원리입니다. 포르피린은 분홍색, 갈색, 빨간색, 녹색을 포함한 다양한 색상을 생성합니다. 포르피린은 일부 올빼미, 비둘기, 갈조류에서 발견됩니다. 또한 투라코(turacos)의 선명한 녹색과 붉은색을 생성할 수도 있습니다.

색상 이상

두 마리의 아메리칸 까마귀, 오른쪽 새는 멜라닌 색소 수치가 정상보다 낮습니다. Image: Kevin J. McGowan

색소가 비정상적인 수준으로 존재(또는 부재)하면 새의 모양이 극적으로 변할 수 있습니다. 색소 이상은 흔하지는 않지만 정기적으로 발생합니다. 일반적으로 비정상적인 흰색 반점을 보이는 조류 종으로는 캐나다구스, 아메리칸까마귀, 검은머리박새, 검은눈동자박새, 검은눈동자비둘기, 참새, 집참새 등이 있습니다.

구조적 색상(Structural Colors)

조류 색의 다양성을 더하는 것은 깃털의 구조에 의해 생성되는 색입니다. 색소 대신 깃털의 단백질에 의해 빛이 굴절되면서 이러한 색이 만들어집니다.

무지개 빛깔의 깃털

가장 잘 알려진 예는 많은 벌새 종의 고젯(gorget, 목깃)입니다. 고젯의 무지개 빛깔은 깃털의 미세한 구조로 인해 입사광이 굴절되어 나타나는 결과입니다. 굴절은 프리즘처럼 작동하여 빛을 풍부한 구성 요소 색상으로 분할합니다. 시야각이 바뀌면 굴절된 빛이 반짝이는 무지개 빛깔의 디스플레이로 보입니다. 보라색 갈리눌(Purple Gallinule)과 삼색 왜가리(Tricolored Heron)를 비롯한 많은 종의 새는 무지개빛깔을 띠는 깃털을 가지고 있습니다.

무지개 빛깔의 깃털은 보는 각도에 따라 색이 변하는데, 이는 깃털 기모의 단백질 구조로 인한 효과입니다. image : Andrew Leach

비 무지개 빛깔의 깃털

모든 구조적 색상이 무지개 빛깔인 것은 아닙니다. 깃털의 미늘에 있는 작은 공기 주머니는 들어오는 빛을 산란시켜 무지개 빛깔이 아닌 특정 색상을 만들어낼 수 있습니다. 깃털의 파란색은 거의 항상 이러한 방식으로 생성됩니다. 파랑새, 인디고 번팅, 블루제이스 및 스텔러스 제이의 파란색 깃털이 그 예입니다.

깃털의 색은 깃털의 케라틴 단백질이 조직화된 구조에 의해 빛이 굴절되어 만들어집니다. 여기서 파란색은 굴절되고 나머지 색은 멜라닌 층에 흡수됩니다. image: Andrew Leach.

인디고 번팅, 마운틴 블루버드, 스텔러즈 제이의 깃털에서 보이는 파란색은 구조적인 색입니다. 블루제이 또는 스텔러스 제이의 깃털을 발견하면 이 원리를 직접 확인할 수 있습니다. 먼저 일반 조명 조건에서 깃털을 관찰하면 예상되는 파란색을 볼 수 있습니다. 다음으로 깃털에 역광을 비춰 보세요. 깃털을 통해 빛이 투과되면 갈색으로 보일 것입니다. 빛이 더 이상 반사되지 않기 때문에 파란색은 사라지고 깃털의 멜라닌으로 인해 갈색이 나타납니다.

자외선 깃털

많은 종의 깃털 구조는 자외선 영역의 빛을 반사합니다. 많은 새들은 자외선 파장을 포함하여 인간보다 더 다양한 색을 구별할 수 있기 때문에 우리와는 상당히 다르게 보일 수 있습니다.

일반적인 새가 볼 수 있는 파장 범위와 사람이 볼 수 있는 파장 범위 비교. image: Andrew Leach

출처 : academy.allaboutbirds.org