Höyhenet – suunnittelun ihmeitä
Herätkää!-lehden Kanadan-kirjeenvaihtajalta
PUUTARHASSA rubiinikurkkukolibri leijuu ilmassa täydessä metallinhohtoisessa loistossaan ja imee mettä kauniista kukasta. Eläintarhassa riikinkukko astelee ylväästi näytellen upeita, häikäisevän värisiä pyrstösulkiaan, jotka se on levittänyt viuhkaksi. Näiden lintujen säihkyvä loisto johtuu tietenkin niiden höyhenpuvusta.
Ihmisen puvusto koostuu räätälin, ompelijan ja modistin valikoimista monenlaisista ja -värisistä kankaista. Miten kiintoisan monenlaisia vaatteita he valmistavatkaan villa-, puuvilla-, silkki- ja tekokuitukangaspakoistaan! Kuitenkin lintujen vaatetus on tehty vain yhdestä aineesta: keratiinista. Kyntesi samoin kuin eläinten kaviot ja kynnet ovat tätä kovaa sarveisvalkuaisainetta. Sitä käyttämällä lintujen puvuston Suuri Suunnittelija on verrattomasti ylittänyt ihmisten muotisuunnittelijoitten mielikuvituksen kauneudessa, vaihtelevuudessa ja käytännöllisyydessä.
Hienorakenteisia mutta lujia
Aivan samoin kuin ontolla putkella tiedetään olevan etuja umpikankeen nähden, samoin sulan ruodon ontto alaosa, kynä, on lujaa kuin luu, mutta se painaa vain murto-osan siitä, mitä täyteinen luu painaa. Höyhenen paksuin osa on sen kynä, jolla höyhen on kiinni linnun ihon höyhennystyssä.
Kauempana kynä muuttuu ruodoksi, jonka kahden puolen haarautuu yhdensuuntaisia höytyliistakkeita. Kustakin höytyliistakkeesta lähtee molemmille puolille pieniä höytysäde-nimisiä ulokkeita, joiden pienet väkäset paljolti vetoketjun hakasten tavoin tarttuvat viereisten höytyliistakkeitten väkäsiin, niin että syntyy luja mutta joustava kudos, joka voi taipuilla vapaasti tai toistuvasti rikkoutumatta.
Jos linnun höyhenet sattumalta irtoavat toisistaan, se vain pöyhii niitä, kunnes kaikki höytyliistakkeet ovat jälleen tarttuneet toisiinsa niin kuin pitääkin. Kun sitten kaikki sen pörröiset höyhenet ovat sopivasti kohdallaan, niin sen lisäksi että sillä on vedenpitävä päähine ja sadetakki, se on täysin eristetty kylmältä. Ankkojen ja muitten vesilintujen höyhenten on havaittu ohjanneen sivuun jopa hauleja!
Miten höyhen kasvaa
Höyhennuppu muodostuu linnun iholla olevassa pienessä höyhennystyssä. Sen kehittyessä tapahtuu ihmeellisiä, mutkikkaita muutoksia. Tupessa kehittyy ainutlaatuisia höyhensegmenttejä, jotka kiertyvät tiukasti ruodon ympärille. Höyhen pakkautuu niin taidokkaasti tähän tuppeen, että nähdessäsi valmiin höyhenen voisit hyvinkin kysyä: miten kaikki tuo mahtui niin pieneen tilaan?
Kun höyhen on täysin kehittynyt, kasvusolukkoa ravinneet verisuonet kuivuvat, tuppi halkeaa, ja lintu irrottaa nopeasti tähteet ja pöyhistää uuden höyhenensä oikeaan muotoonsa. Höyhen on nyt pääasiallisesti kuollutta kudosta, joka ei enää tarvitse ravintoa linnun verenkierrosta – mikä on suuri taloudellinen etu linnun verenkiertojärjestelmälle.
Monenlaisia höyheniä
Höyheniä on hyvin monenmuotoisia, -kokoisia, -värisiä ja -tyyppisiä. Useimmilla on jokin toiminnallinen tarkoitus, kun taas toiset näyttävät olevan vain muille näytettäväksi tarkoitettuja. Kullakin linnulla on niin paljon höyheniä kuin se tarvitsee; suuremmilla linnuilla ei ole ylimääräisiä höyheniä, eikä lintumaailman kääpiöillä ole pulaa niistä. Kun yksi suurimmista linnuista, amerikanpikkujoutsen, kynittiin, saatiin 25216 höyhentä, kun taas pienen rubiinikurkkukolibrin korea, hieno puku koostui vain 940 höyhenestä!
Toiminnallisten höyhenten seassa on pörröisiä untuvia, jotka on taidokkaasti suunniteltu lintuystäviemme ”lämpökerrastoksi”. Suurennuslasilla voidaan nähdä pitkiä, ohuita ja hyvin taipuisia höytyliistakkeita ja höytysäteitä, mutta ei väkäsiä. Höytyhaarakkeitten erittäin kevyt muodoton massa eristää linnun ruumiin, niin että se pysyy lämpimänä kylmällä säällä ja viileänä kesällä.
Joillakin linnuilla on enemmän untuvia kuin toisilla linnuilla. Haahka on yksi niistä. Se eristää pesänsä ylimääräisillä silkinpehmeillä untuvilla, niin että sen poikasilla on tällaisten ”huopien” suojassa lokoisat oltavat! Etelämantereen keisaripingviinillä on myös untuvainen vaatekappale veden- ja tuulenpitävien peitinhöyhentensä alla. Näin se voi seistä liikkumattomana syömättä mitään kolmisen kuukautta hautoessaan jalkojensa päällä olevaa munaa, samalla kun se kamppailee 80 kilometrin tuntinopeudella puhaltavia tuulia ja 50 asteen pakkasia vastaan!
Peitinhöyhenten tarkoituksena on antaa linnulle virtaviivainen muoto lentämistä varten, ja ne ovat lintulajista riippuen jakautuneet tietyllä tavalla ympäri ruumista. Niiden keskellä sijaitseva ruoto on hieman käyrä, jotta se myötäilisi ruumiin pintoja, ja se osoittaa aina pituussuuntaan nokista pyrstöön päin. Peitinhöyhenten tyven untuvat ovat sen lähinnä ihoa oleva ”alusvaate”, jonka seuraava höyhenrivi säädyllisesti peittää.
Oletko nähnyt, miten emokana pöyhistää höyhenensä peittääkseen munansa tai vastakuoriutuneet poikasensa? Peitinhöyhenet ovat kiinni sellaisissa lihaksissa tai ihon säikeissä, jotka voivat nostaa niitä tällä tavalla. Näin lintu voi tarpeen mukaan puhdistaa höyheniään tai järjestää niitä tai sitoa niihin enemmän ilmaa eristys- tai ilmastointitarkoituksessa.
Kenties vielä kiehtovampia ovat lentosulat, ”potkurit”, jotka pitävät linnun ilmassa ja liikuttavat sitä ilman halki. Yhdessä lentosulassa voi olla jopa miljoona nerokkaasti suunniteltua ja yhteen sovitettua osaa. Kummankin siiven kärjessä on kymmenkunta käsisulkaa, jotka ovat koko siiven tärkein eteenpäin liikuttava yksikkö. Seuraavana on noin 17 kyynärsulkaa, joilla käsisulkien tavoin on tavattoman vahva luurakenteeseen kiinnittyvä kynä ja ruoto. Kaikki voivat kääntyä akselillaan ja siten limittyä tiiviisti siiven iskiessä alaspäin ja avautua kuin sälekäihdin siiven noustessa ylös. Uskomattoman kevyet olkasulat peittävät tasaisesti muun siipirakenteen, niin että syntyy verrattoman hyvä kantopinta.
Lentosulkia on myös pyrstössä, jonka voimakkaat lihakset voivat painaa niitä alas, levittää viuhkaksi, laskostaa tai kallistaa mielin määrin. Siksi näillä sulilla, joita on kymmenen tai enemmän, on sama tehtävä kuin lentokoneen peräsimellä, korkeusvakaimilla, laskusiivekkeillä ja laipoilla lentoonlähdön ja lennon aikana ja ilmajarrulla laskun aikana.
Värit
Lintujen kauneutta ilmentävät komeat värit ovat liioittelematta kiehtovia. Amerikkalaisten ”maalatuksi varpuseksi” nimittämän Passerina ciris -varpusen värit sininen, vihreä, keltainen ja punainen näyttävät hyviltä yhdessä, kun taas koiraskardinaali uskaltaa näyttäytyä julkisuudessa höyhentöyhdöstä pyrstöön saakka heleänpunaisessa puvussa, jolle vain musta naama on vastakohtana.
Monilla linnuilla höyhenten väri vaihtelee elinpaikan mukaan. Hyvin pukeutuneen riekon ruskeasävyinen kesäpuku muuttuu lähes täysin valkoiseksi talvipuvuksi – täydellinen suojaväri napaseuduilla. Viidakoitten rehevän vehreyden keskellä on heleä vihreä muotia. Autiomaissa petoeläimet eivät hevin huomaa lintuja näiden hiekanruskeitten värisävyjen vuoksi.
Höyhenten väri johtuu höyhenten rakenteesta, pigmenteistä ja heijastuneista säteistä. Valkoisten höyhenten mikroskooppinen rakenne heijastaa kaiken valkoisen valon. Siniset sävyt syntyvät siten, että höytysäteitten rakenteessa olevat hiukkaset taittavat, hajottavat ja heijastavat ainoastaan sinisiä valonsäteitä. Vihreät sävyt johtuvat sinisestä rakenteesta ja keltaisesta pigmentistä, kun taas punapigmenttiset höyhenet imevät valkoisesta valosta sen sinivihreän osan, niin että vain punaiset aallonpituudet heijastuvat. Höyhenten ihmeellinen rakenne siis mahdollistaa sen, että silmämme saavat nauttia lintujen monivärisistä höyhenpuvuista.
Sateenkaaren värit
Eräs englantilainen luonnontieteilijä kuvaili kolibria seuraavasti: ”Hetken se muistuttaa rubiinia, seuraavaksi topaasia, sen jälkeen smaragdia ja sitten taas kimmeltävää kultaa.” Kuuluisa amerikkalainen luonnontieteilijä ja taiteilija Audubon puhui näistä höyhenpukuisista kaunistuksista ”sateenkaaren ihastuttavina sirpaleina”. Miksi? Koska niiden höyhenet välkkyvät sateenkaaren väreissä.
Mikä aikaansaa nämä metallinhohtoiset värit? Pienet ja tarkat peilinkaltaiset rakenteet aikaansaavat interferenssi-nimisen monimutkaisen optisen vaikutuksen. Ne poistavat valonsäteistä joitakin osia ja vahvistavat toisia osia heijastumilla. Seurauksena on höyhenen pinnalla leikittelevän puhtaan värin hetkellinen hehku, joka muuttuu valonsäteitten tullessa eri kulmista. Sen jälkeen säkenöinti voi kadota aivan yhtä nopeasti.
Riikinkukon laahushöyhenten silmää muistuttavat täplät ovat huomattava esimerkki sateenkaaren värejä muistuttavasta hohdosta. ”Silmän” monivärinen kuvio johtuu siitä, että kussakin sen läpi kulkevassa höytyliistakkeessa voi olla kolme tai neljä värivyöhykettä. Tämä edellyttää sitä, että tuhannet valoa heijastavat rakenteet ovat järjestyneet täsmällisesti oikeisiin kohtiin kullekin kolmen millimetrin pituiselle höytyliistakkeen osuudelle. Miljardien tällaisten molekyylien täytyy korvautua näin ollen joka vuosi uusilla molekyyleillä niiden muuttumatta vähääkään, kun linnulla on sulkasato. Värit häviäisivät, jos tapahtuisi edes yksi tuhannesosamillimetrin suuruinen muutos!
Erikoisuuksia
Höyhenten maailmassa on monia eriskummallisuuksia. Sähkölinjan korjaajan pylväskenkien tavoin tikan jäykät pyrstösulat voivat tukea sitä sen kavutessa pitkin puunkylkeä! Riekko kasvattaa jalkoihinsa hyvin pitkiä, törröttäviä höyheniä, jotka ovat sen ”lumikenkiä” talvella. Afrikassa asuvan arokanan poikaset saavat päivittäisen vesiannoksensa koiraslinnun imukykyisissä rintahöyhenissään kuljettamasta vedestä. Eräät kurpat ja metsäkanat synnyttävät soivan äänen pieksämällä ilmaa ”musikaalisilla” siipisulillaan. Hanhet käyttävät voimakkaita siipisulkiaan taisteluaseina. Eikä pidä unohtaa lintumaailman kohteliaita herrasmiehiä, jotka kosiskelevat daamejaan erikoisilla sulillaan. Tällaisia ovat esimerkiksi kruunukurki, harmaahaikara töyhtökoristeineen, unohtumattomat paratiisilinnut ja Australiassa elävä lyyrylintu.
Höyhenet ovat tosiaan suunnittelun merkillisyys. Nämä suunnittelutaidon mestarinäytteet ovat todellakin arvoituksellisia ihmeitä! Kaikki kunnia kuuluu tällaisen kauniin ja käyttökelpoisen Suurelle Luojalle ja Suunnittelijalle.
[Kuva s. 22]
Ruoto
Höytyliistake
Höytysäde