Tollak nélkül egy madár sem reppenhetne a magasba, de vajon még milyen képességeket ad ez a nagyszerű „találmány” a madaraknak?
Az evolúció egyik legnagyszerűbb vívmánya a toll, amelynek kezdeti formái már a madarak előtt is ott ékeskedtek némely dinoszaurusz testén, de kezdetben csupán hőszigetelő és figyelemfelkeltő funkciókat láthattak el. Majd feltűntek az első madárszerű lények is, mint az Archaeopteryx, amelynek már volt szárnya, és bár nem túl jól, de valószínűleg képes volt repülni, vagy ha nem, akkor siklórepülni biztosan.
Rekonstrukciós rajz az Archaeopteryx-ről
Azonban ennek a dínónak még jócskán voltak a dinoszauruszokra jellemző hüllőtulajdonságai is, mint például a fogak, vagy a hosszú, csontos farok, így a kutatók inkább egy átmenetnek gondolják a hüllők és madarak között.
Egy ideig az Archaeopteryxet tartották a madarak közös ősének, de aztán előkerültek más, tollas és repülni képes theropodák leletei is, szóval mondhatni, kicsit bonyolult helyzet. A ma is ismert madarak pontos fejlődéstörténetével kapcsolatban még mindig folynak a kutatások, ezért ebbe most nem is érdemes belemennünk.
Mindenesetre az biztosnak tűnik, hogy a toll előbb létezett, mint ahogy a ma is ismert első madarak megjelentek volna a Földön.
És az is biztos, hogy ahogyan a dínók egykor, úgy a ma élő madarak sem kizárólag repülésre használják a tollakat.
Tolltípusok
A pehelytollak közvetlenül a madár bőre fölött találhatóak, majd efölött a fedő- vagy kontúrtollak helyezkednek el, a szárnyakon pedig erős és rugalmas evezőtollak vannak, farktollak esetén ugyanezt kormánytollaknak hívják. Ezen felül bizonyos madaraknak lehetnek még módosult dísztollai is, gondoljunk csak a pávára.
Az igazsághoz hozzátartozik, hogy a fő tolltípusok között sok átmenet is van, így a tollak típus szerint is nagyon sokfélék
Bármilyen tollról is legyen szó, mindegyik keratinból épül fel, akárcsak a hüllők pikkelyei vagy az emlősök szőre, de a madár csőre, karmai és a lábán lévő pikkelyek is ebből vannak. És bár a tollak igen könnyűek, mégis nagyon rugalmasak és erősek. A különböző tolltípusok pedig más-más funkciókat látnak el. Lássuk, mik ezek!
Melegen tart
A toll nagyon jó hőszigetelő, a madarak melegen tartásáért pedig főként a pehelytollak felelnek, de a fedőtollak is segítenek megtartani a madár testhőmérsékletét. Olyannyira jól működik ez a „tollszigetelés”, hogy valójában a madarak simán kibírják a legnagyobb mínuszokat is, és igazából nem azért vonulnak el, mert fáznak, hanem mert a hideg miatt eltűnik a táplálékuk, így kénytelenek melegebb helyen eleség után nézni.
A pehelytollak még a fagyos időben is jó melegen tartják a madarakat
Amennyire hasznos a remek szigetelés, annyira nehezíti a tojáson való kotlást, ezért erre az időszakra a tojást melengető egyedek hasáról sokszor kihullanak a tollak, hogy vérerekkel sűrűn átszőtt bőrük érjen a tojáshoz. Ezt a csupasz felületet hívják kotlófoltnak.
Egy partifecske kotlófoltja
Levegőben tart
Persze vannak madarak, amelyek nem tudnak repülni, de tőlük most tekintsünk el. Azoknak a madaraknak viszont, amelyek képesek a magasba emelkedni, a szárny felépítésén és a szárny mozgatásának „hogyanján” túl a tollak adják meg ezt a képességet. Egészen pontosan az evező- és kormánytollak alakja és szerkezete. Ezeknek a tollaknak köszönhetően megnő a madár testfelülete, amely biztosítja számára a felhajtóerőt ahhoz, hogy a levegőben maradjon. Szerkezetükből adódóan rendkívül erősek és rugalmasak is ezek a tollak, és feszes felületet biztosítanak a madárnak.
Makrókép egy evezőtollról. Jól látszik, ahogy a legvékonyabb kis sugarak keresztezve kapaszkodnak össze, így adva egy nagy, feszes felületet a madártollnak
A toll gerincét alkotó szárból kiálló ágakból további kis szálak, úgynevezett sugarak állnak ki, amelyek horgok és cimpák segítségével, egymást keresztezve egymásba kapaszkodnak, így adják ezt a rugalmas, de feszes felületet.
Nézzük meg még közelebbről ezeket a kis sugarakat! Egy toll szétvált részén az alsó sor sugarain már egész jól kivehetőek ezek a kis horgocskák
A pehelytollak sugarain nincsenek ilyen horgok és cimpák, így azok szabadon lengenek, és ettől olyan puhák.
Egy pihe-puha pehelytoll közelről, látszik, hogy a sugarain (apró szálain) teljesen simák, szabadon lengedeznek
Vízlepergető
Az említett feszes szerkezet nemcsak a levegőben tartást segíti, hanem remek vízlepergető is. Ez persze még kevés lenne a tökéletes víztaszításhoz, ezért a madarak rásegítenek egy kis viaszos kenegetéssel, amit tollászkodás során juttatnak a tollakra. A farok alatt található farcsíkmirigy zsírban gazdag váladékát kenik fel magukra, amely a baktériumok és egyéb kórokozók ellen is kiváló védelmet nyújt számukra.
Bár a kormoránok tolla is lepergeti valamennyire a vizet, de ez az a faj, amelyet valamiért a természet nem áldott meg farcsíkmiriggyel, így míg a hattyúk nyugodtan úszkálhatnak folyamatosan a vízben, a kormoránoknak mindig szárítkozniuk kell vízbemerülés után
Színek, amik elrejtenek, vagy épp feltűnést keltenek
A tollaknak már eddig is sok praktikus tulajdonságát soroltuk fel, de a színükről se feledkezzünk meg. A madarak nyilván nem a mi tetszésünket szeretnék elnyerni a különböző, sokszor elképesztően változatos tollszínnel, hanem ennek is funkciója van. Egyes fajok olyan tollazatot növesztenek, amely segít nekik beleolvadni a környezetükbe, így rejtőznek el a ragadozók szeme elől.
A nádasban élő bölömbikának tökéletes álcát nyújt a tollazata
Más fajok viszont épp ellenkezőleg, csodás, de feltűnő színű tollakat öltenek magukra, és bár ezzel komoly kockázatot vállalnak, valahogy el kell csábítaniuk az ellenkező nemet, hogy nagyobb eséllyel örökíthessék tovább a génjeiket.
A kék páva gyönyörű dísztollaival
Mitől színesek?
A tollak kétféle módon nyerik el a színűket. Az egyik esetben pigmentanyagok felelősek a színekért, a másiknál a tollak szerkezetében kell keresni a megoldást, de valamikor a kettő keveredik is.
Pigmentanyag esetén a melanin a tollat a feketétől a barnán át halványsárgáig színezheti.
A melanint a madarak szervezete termeli, akárcsak a mi esetünkben, ez az anyag felelős ugyanis az ember bőrének alapszínéért is, és amikor napozunk, melanin kezd termelődni a bőrünkben, amitől barnábbak leszünk. Érdekesség, hogy a melanin nemcsak színt ad a tollaknak, hanem erősíti is azokat. Tehát a színtelen fehér tollak kevésbé strapabírók, így vannak olyan fajok, amelyek bár fehér tollúak, azért a legjobban igénybe vett szárnytollaik vége mégis fekete.
A dankasirály szárnytollainak is van már színe, a végeik pedig egész feketék
Vannak olyan pigmentanyagok is, amelyeket viszont nem képesek megtermelni a madarak, ezeket a táplálékukból veszik fel. Például a flamingók rózsaszín kinézetüket a karotinoidnak köszönhetik, amelyet a természetben kis rákocskákból nyenek. Ha nem jutnak kellő mennyiségű karotinoidhoz, akkor akár ki is fehéredhet a tollazatuk.
A karotinoid állati és növényi táplálékokban is megtalálható, ez okozza a piros színt és annak árnyalatait, valamint az élénksárga, narancssárga színeket. Ennek köszönheti tollai színét a citromsármány, a sárgarigó, a keresztcsőrűek, de a vörösbegy is.
A sárga billegető is a karotinoidnak köszönheti élénksárga színét
A porfirinok jelenléte esetén, attól függően, hogy pontosan melyik kémiai szerkezetűről van szó, piros, zöld, rózsaszín vagy barna színűnek láthatjuk a tollakat, de UV-fényben ezek mind erősen piros színt mutatnak. Léteznek a porfirinnek olyan változatai is, amely csak egy bizonyos madárcsaládra jellemző, ilyen a turacin és a turacoverdin, amelyek kifejezetten a turákófélékben található meg. Előbbi az élénk piros, utóbbi az élénk zöld színt adja.
A gyönyörű angolai turákó
A nem-pigmentszínek esetén a toll szerkezete okoz valamilyen fényszóródást, ezeket szerkezeti színeknek nevezzük. A kék szín – legyen az irizáló vagy sima kék – kifejezetten szerkezeti szín. A toll sugarainak felső szarurétege alatt levegőt tartalmazó cellák vannak, ezek felelősek a fényszórásért. Ezalatt pedig egy sötét melaninréteg található.
Érdekesség, hogy ha ez a melaninréteg hiányozna, akkor sem látnánk a kék színt. Azt, hogy a kék szín valóban csak egy fénytörés miatt alakul ki, egyszerűen ellenőrizhetjük. Fogjunk egy kék színt tartalmazó tollat, majd nézzük meg áteső fényben. A kék színt nem fogjuk látni, helyette barna színű lesz.
Tökés réce tolla bal oldalon egy ráeső napfényben, amelyet irizáló liláskék színűnek látunk, a jobb oldalon ellenfényben viszont ugyanez a tollrész már teljesen barna, a kékes színnek nyoma sincs
Az irizáló színek esetén – mint amilyen a pávák vagy a tőkés récék kékes-zöldes tollai – van egy csavar is a szerkezetben, szó szerint, ugyanis itt a toll sugarai meg vannak csavarodva, így alakul ki ez a minden szögből más színben játszó tollazat. Ilyen szerkezetű tollakat általában a hímeknél láthatunk a nyak és a mellkas részen, valamint faroktollak esetén, és az udvarlásnál veszik ezeknek hasznát.
A pávatoll gyönyörű zöld és kék színei ellenfényben szintén nem látszanak
A legfehérebb „fenekű” madár
Nemcsak a rikító színű, hanem a színtelen, azaz fehér toll is lehet feltűnő. Pláne, ha azt alkonyatkor mutogatja a tulajdonosa. Az erdei szalonka nappali pihenője során jól beleolvad az avarba barnás és vöröses tollazatával, azonban az alkonyatkor tett nászrepülésnél a hímeknek előbukkannak vakítóan fehér végű farktollaik. A kutatók mérései alapján a fény 55%-át verik vissza ezek a tollak, ami messze a legnagyobb fényvisszaverő-képesség a többi madár tollaihoz képest. Mindezt az erdei szalonka farktollai különös szerkezetének köszönheti.
Az erdei szalonka vakítóan fehér farktollaival
Akárhogy is, a tollak rendkívül sokfélék, és mindig az adott faj életmódjához alkalmazkodnak. Például a vízimadaraknak sűrű, tömött, kemény és fényes tolluk van, a nappali ragadozómadaraknak szintén kemény és jó erős, ellenben az éjjel repülőknek inkább lágy és puhább a tollazata, gondoljunk csak a baglyokra, akik így nesztelenül repkedhetnek.
A tollakat persze legalább egy évben egyszer váltják a madarak, hogy mindig csúcsformában legyenek, de sok faj ennél is sűrűbben frissít a kinézetén, így lehet téli és nyári tollazatuk. Sőt, vannak fajok, amelyek párzási időszakra is külön nászruhát öltenek.
Források:
www.nhmus.hu/sites/default/files/tarak/kozmu/pdf/T...
Antal Hunot: A madarak repülésének vizsgálata
Chernelházi Chernel István: Magyarország madarai
Mikkamakka magazin - Sándor Enikő: Miért színes a madarak tolla?
Sience: This demure bird has the brightest feathers ever measured
