33
UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar 2012-2013 MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN KLEUR(PRODUCTIE) BIJ VOGELS door Sander MOERMAN Promotoren: Dierenarts Martine Van den Broeck Literatuurstudie in het kader Prof. Dr. Wim Van den Broeck van de Masterproef © 2013 Sander Moerman

MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2012-2013

MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN KLEUR(PRODUCTIE) BIJ VOGELS

door

Sander MOERMAN

Promotoren: Dierenarts Martine Van den Broeck Literatuurstudie in het kader

Prof. Dr. Wim Van den Broeck van de Masterproef

© 2013 Sander Moerman

Page 2: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen
Page 3: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de

gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk uitmaakt op of aanleiding kan geven

tot inbreuken op de rechten van derden.

Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor enig gebruik dat

door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of

informatie vervat in de masterproef.

Page 4: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2012-2013

MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN KLEUR(PRODUCTIE) BIJ VOGELS

door

Sander MOERMAN

Promotoren: Dierenarts Martine Van den Broeck Literatuurstudie in het kader

Prof. Dr. Wim Van den Broeck van de Masterproef

© 2013 Sander Moerman

Page 5: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

VOORWOORD

Allereerst wil ik mijn promotor, dierenarts Martine Van den Broeck, bedanken voor de hulp bij het schrijven

van dit werk. Zonder haar vlugge feedback, steeds constructieve kritiek en klare kijk was het voor mij

onmogelijk geweest om tot dit resultaat te komen. Heel erg bedankt!

Daarnaast wil ik mijn ouders bedanken voor de kans die ze mij gaven om de studie tot dierenarts aan te

vatten. Zij zorgden er voor dat mijn studies steeds op de eerste plaats kwamen en ik mij voor de rest

weinig zorgen hoefde te maken. Bedankt!

Als laatste wil ik mijn vriendin Jolien en de vele vrienden bedanken die mijn studentenjaren tot nu toe

kleurden. Dankzij hen beleefde ik een supertijd, zowel op het vlak van mijn studies als daarbuiten!

Page 6: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

INHOUDSOPGAVE

SAMENVATTING ............................................................................................................................ 1

INLEIDING ...................................................................................................................................... 2

LITERATUURSTUDIE ..................................................................................................................... 3

1. Macro- en microscopische structuur van het integument.................................................. 3

1.1. Huid .............................................................................................................................. 3

1.1.1. Macroscopisch.......................................................................................... 3

1.1.2. Microscopisch ........................................................................................... 3

1.2. Veren ............................................................................................................................ 4

1.2.1. Macroscopisch.......................................................................................... 4

1.2.2. Microscopisch ........................................................................................... 5

2. Kleurproductie bij vogels ....................................................................................................... 5

3. Pigmenten ................................................................................................................................ 6

3.1. Melanine ....................................................................................................................... 6

3.1.1. Aanmaak .................................................................................................. 7

3.1.2. Kleurproductie .......................................................................................... 8

3.1.3. Albinisme en melanisme .......................................................................... 8

3.2. Carotenoïden ............................................................................................................... 9

3.2.1. Aanmaak .................................................................................................. 9

3.2.2. Kleurproductie .......................................................................................... 11

3.3. Porfyrines ..................................................................................................................... 11

3.3.1. Algemeen ................................................................................................. 11

3.3.2. Turacine en turacoverdine ........................................................................ 11

3.4. Psittacofulvine .............................................................................................................. 12

4. Structurele kleurvorming ....................................................................................................... 13

4.1. Niet-gepigmenteerd keratine ........................................................................................ 13

4.2. Melanine en lucht in de barbulae ................................................................................. 14

4.3. Medullaire, spongieuze laag in de barbae ................................................................... 15

5. Cosmetische kleuren .............................................................................................................. 16

BESPREKING ................................................................................................................................. 17

LITERATUURLIJST ......................................................................................................................... 18

BIJLAGEN ....................................................................................................................................... 22

BIJLAGE I Foto’s pigmentkleuring (melanine/carotenoïden/porfyrines/psittacofulvine) ................. 22

BIJLAGE II Foto’s structurele kleuren ............................................................................................. 26

BIJLAGE III Foto’s cosmetische kleuren ......................................................................................... 27

Page 7: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

SAMENVATTING

Het doel van deze literatuurstudie is een overzicht te geven van de mechanismen waardoor kleuren tot

stand komen in de veren bij vogels. Daarnaast worden ook de anatomische en morfologische kenmerken

van de veer besproken. De huid en zijn specifieke structuren zoals kammen en lellen worden niet op

gelijke wijze gekleurd zoals de veren. De nanostructuren zijn immers verschillend aan deze in de veer. De

manier waarop kleur in veren tot stand komt, kan in twee grote groepen onderverdeeld worden. Enerzijds

zijn er de pigmenten die door absorptie van licht kleur creëren, anderzijds zijn er de structurele kenmerken

van de veer die kleur genereren door de weerkaatsing van licht.

Bij vogels kunnen verschillende soorten pigmenten aangetroffen worden. De belangrijkste zijn melanine

en de carotenoïden. Melanine wordt gesynthetiseerd door de melanocyten in de huid en zorgt voor

donkere kleuren zoals zwart en bruin. Een teveel aan melanine kan resulteren in melanisme, een tekort in

albinisme. De carotenoïden daarentegen worden opgenomen via de voeding en begeven zich via de

bloedsomloop naar de veren waar ze afgezet worden. Ze resulteren in heldere kleuren zoals rood en geel.

Een derde groep van pigmenten zijn de porfyrines waaronder het rode turacine en het groene

turacoverdine bij de toerako’s (Musophagidae). Bij de papegaaiachtigen (Psittaciformes) worden de

carotenoïden vervangen door een vierde pigment: het psittacofulvine, dat eveneens instaat voor rode en

gele kleuren.

Verder in dit werk wordt een tweede manier van kleurproductie beschreven, namelijk deze door de

structurele elementen in de veer. Deze kleuren ontstaan door de reflectie van licht op de ultrastructurele

kenmerken in de veer waaronder keratine, melaninegranules en luchtvacuoles. Er wordt een onderscheid

gemaakt tussen iriserende kleuren en niet-iriserende kleuren. Bij iriserende kleuren verandert de kleur

naargelang de hoek van observatie terwijl dit bij niet-iriserende kleuren niet het geval is.

Naast deze voorgaande morfologische structuren is kleurproductie ook mogelijk door het gebruik van de

zogenaamde cosmetische kleuren.

Key words: Birds – Morphology – Colour – Pigments – Structural colours

Page 8: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

2

INLEIDING

Vogels zijn de meest kleurrijke familie van de vertebraten op aarde, met een zeer groot en gevarieerd

gamma aan kleuren. Deze kleuren zijn belangrijk in verschillende opzichten. Onopvallende kleuren

kunnen dienen tot camouflage. Andere, meer opvallende kleuren, zijn dan weer belangrijk om sociale

signalen te geven en spelen daardoor onder andere een rol in de partnerkeuze (Hill en McGraw, 2006). In

deze literatuurstudie wordt dieper ingegaan op de verschillende mechanismen van kleurproductie in de

veren bij vogels (Aves).

In de literatuur zijn uitgebreide overzichten en talrijke publicaties beschikbaar over dit onderwerp.

Uitgebreide naslagwerken zijn zowel vroeger (Lucas en Stettenheim, 1972) als recent gepubliceerd (Hill

en McGraw, 2006).

Page 9: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

3

LITERATUURSTUDIE

1. Macro- en microscopische structuur van het integument

Vooraleer er overgegaan wordt tot de bespreking van de kleurproductie is het belangrijk om de

anatomie van de huid en de veer te beschrijven, zowel in macro- als microscopisch opzicht.

1.1. Huid

1.1.1. Macroscopisch

De huid van vogels is elastisch en dunner dan deze bij zoogdieren. Ze is grotendeels bedekt

door veren. Deze zijn ingeplant in vedervelden of pterylae. De zones zonder veren worden als

apterylae aangeduid (Clark, 1993; Martel, 2004). De normale kleur is vaak lichtpaars en

doorschijnend. Er zijn talrijke modificaties van de huid bekend waaronder karunkels bij

kalkoenen, kammen en lellen. De huid op de poten wordt gekenmerkt door de aanwezigheid

van schubben. De bek is dan weer sterk gekeratiniseerd (Stettenheim, 2000; Bacha en

Bacha, 2000).

1.1.2. Microscopisch

De epidermis (fig. 1) is samengesteld uit een binnenste en buitenste laag, respectievelijk het

stratum germinativum en het stratum corneum. Het stratum germinativum wordt gevormd

door drie lagen. Deze zijn van binnen naar buiten: een membrana basalis, een stratum basale

en een stratum intermedium (Clark, 1993).

De dermis (fig. 1) bevat geen klieren en heeft weinig uitgesproken papillae. Ze bestaat net als

de epidermis uit twee lagen: enerzijds het oppervlakkige stratum superficiale en anderzijds

het stratum profundum. Het stratum profundum kan op zijn beurt terug ingedeeld worden in

een bovenste compacte laag met daaronder een losmazige laag, respectievelijk het stratum

compactum en het stratum laxum. Ter hoogte van de pterylae zijn het stratum superficiale en

het stratum compactum moeilijker van elkaar te onderscheiden omdat ze in deze gebieden

beide zeer dun aangelegd zijn.

Speciaal bij de hoenderachtigen zien we het voorkomen van kammen en lellen. Deze krijgen

hun dieprode kleur door de aanwezigheid van een oppervlakkig netwerk van sinuscapillairen

in de dermis (Clark, 1993; Hodges, 1974; Lucas en Stettenheim, 1972; Bacha en Bacha,

2000).

Page 10: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

4

Fig. 1: Gevederde huid van een kip met de epidermis bestaande uit het stratum corneum (1) en het stratum germinativum (2) en de

dermis bestaande uit het stratum superficiale (3), een laag met capillairen (4), het stratum compactum (5) en het stratum laxum (6)

(foto Martine Van den Broeck, vakgroep Morfologie, Ugent).

1.2. Veren

1.2.1. Macroscopisch

Veren zijn er in verschillende vormen: contourveren, donsveren (plumae), haarveren

(filoplumae), borstelveren (setae), enz. Het zijn grotendeels de contourveren die zorgen voor

het uitgebreide kleurenpalet bij vogels. De contourveren worden nogmaals onderverdeeld in

verschillende soorten. Zo hebben we de slagpen (remex), de staartpen (rectrix) en de

dekveer (tectrix). Deze hebben allen dezelfde bouw (fig. 2): rond de schacht (rachus) bevindt

zich distaal de vlag (vexilla) en proximaal het kale deel van de schacht: de spoel (calamus).

De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen uit de schacht. Uit deze baarden

ontspringen zowel distaal als proximaal baardjes (barbulae). De distale barbulae bevatten op

hun uiteinde kleine haakjes (hamulae) die zich vasthechten op de proximale barbulae van de

volgende baard (Clark, 1993; Martel, 2007; Stettenheim, 2000).

Fig. 2: Dekveer van een Kaapse taling met de calamus (1), de rachis (2), het vexillum internum (3), het vexillum externum (4) en een

gedeelte van de vlag met minder haakjes (5) (foto Martine Van den Broeck, vakgroep Morfologie, Ugent).

Page 11: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

5

1.2.2. Microscopisch

Zoals Shawkey (2009) en Stettenheim (2000) beschrijven, bestaan de veren voor negentig

procent uit β-keratine. Dit is harder dan het α-keratine dat voorkomt in de huid, haren en

nagels bij zoogdieren. De overige tien procent van het materiaal in de veren bestaat uit

pigmenten, aminozuren, polysacchariden, ribose, nucleïnezuren en vetten (Gross, 1956).

De veren zijn vastgehecht in follikels die schuin ingeplant zijn in de huid. Volgens Bacha en

Bacha (2000) kunnen ze ingeplant zijn in de dermis of subcutis. Lucas en Stettenheim (1972)

vermelden echter dat deze follikels zich enkel bevinden in het stratum laxum van de dermis.

De follikelwand bestaat uit het stratum corneum en het onderliggende stratum germinativum

(fig. 3). Dit wordt omgeven door een bindweefsellaag rijk aan elastische vezels. De veer zelf

ontstaat uit de epidermale laag op de bodem van de follikel. Tijdens de ontwikkeling van de

veer omringen deze epidermale cellen de dermale vederpapil waarin zich de mesenchymale

pulpa van de veer ontwikkelt die zorgt voor de vascularisatie (Bacha en Bacha, 2000).

Fig. 3: dwarsdoorsnede van een contourveer bij de kip (X90) met de barbae (4), dermis (5), de vederpulpa (7), de

veerschacht (8), het stratum corneum van de vederfollikel (9), het stratum corneum van de huid (10), het stratum

germinativum van de follikel (11) en het stratum germinativum van de huid (12) (uit Bacha en Bacha, 2000).

2. Kleurproductie bij vogels

Het ontstaan van kleuren bij vogels is een samenspel van verschillende factoren. Enerzijds zijn er

de pigmenten die licht met een specifieke golflengte absorberen, anderzijds zijn er structurele

elementen die kleur creëren door weerkaatsing van licht. Tevens zijn er combinaties mogelijk

tussen deze twee mechanismen (Shawkey et al., 2009).

Page 12: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

6

Zoals Osorio en Ham (2009) beschreven, is er bij structurele kleuren een onderscheid tussen niet-

iriserende en iriserende kleuren. Iriserende kleuren zijn afhankelijk van de invalshoek van

observatie. Niet-iriserende kleuren zijn onafhankelijk van de invalshoek en blijven dus vanuit elk

standpunt gelijk.

Een bijzondere manier van kleurproductie bij vogels is het gebruik van de zogenaamde

cosmetische kleuren. Deze kleuren worden door de vogel zelf aangebracht tijdens het

mechanisch onderhoud van de veren. Ze kunnen afkomstig zijn vanuit de omgeving (aarde,

ijzeroxide,…) maar ook van de vogel zelf (vederpoeder of secreet van de stuitklier). Deze vorm

van kleurproductie werd reeds aangetoond bij 13 verschillende families (Delhey et al., 2007).

Hieronder zullen achtereenvolgens de verschillende elementen uit de veren en huid besproken

worden die instaan voor de productie van kleur.

3. Pigmenten

Een eerste categorie van kleuren zijn deze die ontstaan door pigmenten die aanwezig zijn in de

veren. Zoals Lucas en Stettenheim (1972) beschreven zijn de drie belangrijkste pigmenten

melanine, carotenoïden en porfyrines. Een vierde pigment is psittacofulvine. Dit vervangt de

carotenoïden bij de papegaaiachtigen (Psittaciformes) (McGraw en Nogare, 2004).

Twee bijzondere pigmenten uit de groep van de porfyrines komen enkel voor bij de toerako’s

(Musophagidae), namelijk het groene turacofulvine (Chandler, 1916) en het rode turacine

(Rimington, 1939).

3.1. Melanine

Melanine is het meest voorkomende pigment bij vogels. Wanneer het op zichzelf voorkomt,

geeft het aanleiding tot doffe kleuren. Wanneer het echter samen met andere pigmenten of

structurele elementen voorkomt, draagt het bij tot het ontstaan van heldere, opvallende

kleuren (fig. 4). Er zijn verschillende types melanine bekend waaronder eumelanine dat zorgt

voor een zwarte of donkerbruine kleur en phaeomelanine dat lichtbruine, roodbruine en gele

kleuren creëert. Verder is er ook een ijzerpigment gevonden dat sterk lijkt op het

trichosiderine dat aanwezig is in menselijke rode haren. Bij bepaalde zangvogels en duiven

wordt ook kastanjebruin/rood pigment aangetroffen dat de benaming “erythromelanine”

meekreeg (Lucas en Stettenheim, 1972).

Page 13: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

7

Fig. 4: Doorsnede van een barbus (br) van een grasparkiet (Melopsittacus undulatus), met de barbulae (bb),

de cortex (c), de laag van melanosomen (m), de spongieuze laag (s) en geel pigment (p). Kleurproductie in deze

barbus ontstaat door een wisselwerking tussen melanine, gele pigmenten en terugkaatsing van licht door vacuoles

in de keratine van de spongieuze laag (uit DʼAlba et al., 2012).

3.1.1. Aanmaak

Melanine wordt geproduceerd in de stervormige melanocyten (fig. 5) die zich niet in de veer

bevinden maar in de veerfollikels. Deze melanocyten, afkomstig van neurale kamcellen en

gelegen in het stratum basale van de epidermis, stapelen het geproduceerde melanine op als

zwarte of zwartbruine granules, ook wel melanosomen genoemd (Lucas en Stettenheim,

1972; Stettenheim, 2000). Deze melanosomen worden vervolgens uitgestoten en door

fagocytose opgenomen in de gekeratiniseerde cellen van de veer (Smitt, 2009).

Fig. 5: Melanocyten (15) in een groeiende veer met de vederschacht (12) en de vederpulpa (11). Vergroting x 250 (uit

Bacha en Bacha, 2000).

De chemische oorsprong van melanine bevindt zich bij het aminozuur tyrosine. Dit aminozuur

ondergaat oxidatie door het koper bevattend enzym tyrosinase. Vervolgens wordt door een

serie van chemische reacties dopamine gevormd. Dit dopamine polymeriseert tot melanine

(fig. 6) (Lucas en Stettenheim, 1972).

Page 14: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

8

Fig. 6: De aanmaak van melanine uit het aminozuur tyrosine (uit Anoniem, 2003).

3.1.2. Kleurproductie

De werking van melanine berust op de absorptie van zichtbaar licht in een breed spectrum

door de melaninegranules. Doordat het licht in een breed spectrum, waaronder bijna het

ganse zichtbare spectrum, wordt geabsorbeerd ontstaat de donkere kleur (bijlage I). Tussen

de twee meest voorkomende vormen van melanine, namelijk eumelanine en phaeomelanine,

bestaat er een verschil in kleurproductie. Eumelanine bevat een groter aantal indolquinones

en carbonylgroepen die voor een grotere absorptie van licht zorgen. Door deze grotere

opname van licht creëert eumelanine een zwarte kleur, terwijl phaeomelanine eerder rood tot

lichtbruin geeft (Krishnaswamy en Baranoski, 2004; Riley, 1997). Uit onderzoek bleek ook dat

veren die melanine bevatten meer resistent zijn tegen slijtage dan niet gepigmenteerde veren

(Burtt, 1986).

3.1.3. Albinisme en melanisme

Wanneer er een gebrekkige synthese van melanine is, ontstaan vogels die volledig wit zijn,

de zogenaamde albino’s (bijlage I). Deze afwijking wordt veroorzaakt door een genetische

fout in het gen dat codeert voor het enzym tyrosinase. Er zijn dus wel degelijk voorlopers van

melanocyten (melanoblasten) aanwezig, maar het tyrosine kan niet omgezet worden in

melanine (Lucas en Stettenheim, 1972). De genetische aandoening wordt recessief

overgeërfd. Naast het genetische gebrek kan albinisme ook veroorzaakt worden door de

voeding, ouderdom, shock en ziekte. Deze vormen zijn vaak partieel en kunnen op latere

leeftijd verdwijnen (Sage, 1962). Er dient een onderscheid gemaakt te worden met leucisme

of bontvorming. Dit wordt veroorzaakt door de plaatselijke afwezigheid van melanocyten (van

Grouw, 2012).

Page 15: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

9

Naast albinisme komt ook melanisme voor. Deze afwijking wordt gekenmerkt door een

overdreven afzetting van melanine in de veren. Hierdoor ontstaan vogels die donkerder zijn

dan normaal. In vergelijking met albinisme komt deze afwijking minder vaak voor. Ze vererft

echter wel dominant waardoor er vaak grote aantallen voorkomen in een bepaalde populatie

(Sage, 1962).

3.2. Carotenoïden

Na melanine zijn de carotenoïden de meest voorkomende pigmenten in de veren bij vogels.

(McGraw, 2006). Ze zijn verantwoordelijk voor de heldere gele, oranje en rode kleuren (bijlage I)

(Stettenheim, 2000). Een uitzondering wordt waargenomen bij de Psittaciformes, waar de

carotenoïden beperkt voorkomen en vervangen worden door het pigment psittacofulvine (McGraw

en Nogare, 2004).

3.2.1. Aanmaak

Carotenoïden kunnen niet aangemaakt worden door vogels zelf maar worden geproduceerd

in planten, microalgen, bacteriën en fytoplankton (Baruah et al., 2012; Britton et al., 2004; Mc

Graw, 2006). Ze komen in het organisme en de veren terecht door opname via de voeding, dit

zowel direct als na metabolisatie. Zo wordt lutheïne ongewijzigd afgezet, terwijl

canthaxanthine en astaxanthine een chemische verandering ondergaan (Brush, 1990; Volker,

1936). Na opname en verspreiding via de bloedbaan worden carotenoïden diffuus

gestockeerd in vetglobules, voornamelijk in de contourveren (Brush, 1978).

Carotenoïden zijn isoprenoïden met als basis een polyeenketting met geconjugeerde dubbele

bindingen (fig. 7). Ze komen voor onder twee vormen: een cyclische vorm gekenmerkt door

één of twee cyclische groepen aan de uiteinden en een acyclische vorm. Er kunnen twee

grote groepen onderscheiden worden, namelijk de carotenen en de xanthophyllen. De

carotenen zijn koolwaterstoffen, terwijl de xanthophyllen de geoxideerde eindproducten zijn

uit carotenen (Jagannadham, 1999).

In de veren van vogels kunnen 5 grote categorieën van carotenoïden onderscheiden worden.

De eerste zijn de diëtaire carotenoïden, waaronder luteïne en zeaxanthine. Deze worden

soms ongewijzigd in de veren afgezet. Daarnaast zijn er ook nog de rode 4-oxo-carotenoïden

(o.a. astaxanthine) die ontstaan door enzymatische toevoeging van zuurstofatomen op

diëtaire carotenoïden. Een derde groep wordt gevormd door de gele carotenoïden, waaronder

canary xanthophyllen. De lichtgele picofulvines die voorkomen bij spechten vormen een

vierde groep. Een laatste en aparte categorie bevat het rhodoxanthine. Dit carotenoïde wordt

Page 16: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

10

rechtstreeks via de voeding opgenomen en zorgt voor blauwe en rode kleuren bij onder

andere fruitduiven en cotinga’s. (Hudon, 1991; Stradi, 1998; Völker 1952,1953).

Fig. 7: De structuren van β-caroteen (1) en astaxanthine (2), een veelvoorkomend xanthophyl

(uit Jagannadham, 1999).

Tot nu toe zijn er reeds meer dan 700 natuurlijke carotenoïden beschreven (Britton, 2004).

Van deze carotenoïden werden tot op heden 26 soorten teruggevonden bij vogels (McGraw,

2006; van den Abeele, 2011):

1. Luteïne

2. Zeaxanthine

3. β –caroteen

4. α –caroteen

5. β – crypthoxanthine

6. Rubixanthine

7. Gazaniaxanthine

8. 2’,3’,-anhydroluteïne

9. 3’ dehydroluteïne

10. Canary xanthophyll A

11. Canary xanthophyll B

12. Canary xanthophyll C

13. Canary xanthophyll D

14. Canthaxantine

15. Astaxanthine

16. Echinenone

17. 3-hydroxy-echinenone

18. Papiloerythrinone

19. Adonirubine

20. α –doradexanthine

21. Rhodoxanthine

22. 7,8-dehydroluteïne

23. 7,8-dehydro-β – cryptoxanthine

24. 7,8,7’,87’-dehydro-tetrahydrozeaxanthine

25. 4-oxo-rubixanthine

26. 4-oxo-gazaniaxanthine

1

2

Page 17: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

11

3.2.2. Kleurproductie

Carotenoïden liggen diffuus verspreid tussen het keratine in de veren en creëren kleur enkel

en alleen door absorptie van licht (Olson, 1970; Shawkey en Hill, 2005). In tegenstelling tot

melanine, dat licht in een vast en beperkt spectrum absorbeert, is er bij de carotenoïden een

grotere variatie in het geabsorbeerde licht. Hierdoor kunnen ze de structurele kleuren

beïnvloeden (McGraw, 2006). Welk soort rood of geel precies gecreëerd wordt, is afhankelijk

van het soort carotenoïde. Hierbij speelt vooral het aantal geconjugeerde dubbele bindingen in

de molecule een grote rol. Vaak komt het voor dat er een mengeling van meerdere

gelijkaardige carotenoïden in eenzelfde veer aanwezig is (Hudon, 1991; Hudon en Brush,

1990).

3.3. Porfyrines

3.3.1. Algemeen

De porfyrines worden vaak ingedeeld bij de carotenoïden, maar vertonen toch duidelijke

verschillen. Ze bestaan structureel uit vier pyrrool-ringen die door vier methine-groepen aan

elkaar gelinkt zijn (Fox en Vevers, 1960). Bij vogels worden drie soorten porfyrines gebruikt

om kleur te genereren: de natuurlijke porfyrines (uroporfyrine, coproporfyrine en

protoporfyrine), de metalloporfyrines (heem, turacine en turacoverdine) en de bilines

(biliverdine) (McGraw, 2004). Porfyrines werden aangetroffen in bruine en rode veren in 13

ordes van vogels. Een typisch kenmerk is dat ze onder ultraviolet licht een intense rode

fluorescentie vertonen (Lucas en Stettenheim, 1972). Ze worden overvloedig aangetroffen bij

uilen (Strigiformes), trappen (Otididae) en nachtzwaluwen (Caprimulgidae) (Völker, 1938;

With, 1967).

3.3.2. Turacine en turacoverdine

Het roodgekleurde turacine (fig. 8) is een speciaal porfyrine dat enkel voorkomt bij de

Afrikaanse turaco’s (Musophagidae) (bijlage I). Structureel gezien is het een kopercomplex

van uroporfyrine III (Krishnaswamy en Sundaresan, 2013).

Een ander pigment dat enkel voorkomt bij de Musophagidae is turacoverdine (bijlage I). Het

ontstaat na oxidatie van turacine en zorgt voor een groene kleur (Krishnaswamy en

Sundaresan, 2013). Turacoverdine in het enige bekende element in veren bij vogels dat op

zichzelf een groene kleur kan creëren. Alle andere vormen van groen die voorkomen in het

vogelrijk ontstaan door een samenspel tussen structurele kleurvorming en carotenoïden

(Dyck, 1978).

Page 18: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

12

Fig. 8: structuur van turacine (uit Krishnaswamy en Sundaresan, 2013).

3.4. Psittacofulvine

In tegenstelling tot andere vogels maken de papegaaiachtigen (Psittaciformes) geen gebruik van

carotenoïden in hun veren. Rode, oranje en gele kleuren worden bij deze familie geproduceerd

door het endogene pigment psittacofulvine. Reeds in 1882 maakte Krukenberg melding van een

nieuw pigment bij papegaaiachtigen. Psittacofulvine absorbeert licht met een kortere golflengte

dan de carotenoïden.

Net als de carotenoïden is psittacofulvine vetoplosbaar. Uit onderzoek van Stradi et al. in 2001

bleek dat het gaat om een lineaire molecule met stikstof- en waterstofatomen. Op het eind van

elke molecule bevindt zich een zuurstofatoom (fig. 9).

Fig. 9: de structuurformule van psittacofulvine volgens Stradi (2001).

Bij onderzoek van McGraw en Nogare (2004) kon psittacofulvine niet aangetoond worden in de

bloedsomloop, wat de onderzoekers doet vermoeden dat psittacofulvine niet via de voeding in het

organisme terechtkomt en dus ter hoogte van de vederfollikel geproduceerd en verbruikt wordt.

Uit de publicatie van McGraw en Nogare uit 2004 blijkt tevens dat er wel degelijk circulerende

carotenoïden van zowel diëtaire als gemetaboliseerde oorsprong voorkomen bij onder andere de

geelvleugelara (Ara Macao), de edelpapegaai (Eclectus roratus) en de grijze roodstaartpapegaai

(Psittacus erithacus). Deze papegaaien gebruiken echter psittacofulvine voor de kleuring van hun

Page 19: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

13

veren. Dit kan er op wijzen dat de Psittaciformes wel degelijk carotenoïden kunnen gebruiken

maar dat ze toch de voorkeur geven aan het psittacofulvine.

Psittacofulvine heeft naast zijn eigenschappen om kleuren te vormen ook een beschermende

werking tegen bacteriën waaronder Bacillus licheniformis (Krishnaswamy en Sundaresan, 2013).

4. Structurele kleurvorming

Structurele kleuren ontstaan door coherente of incoherente weerkaatsing van licht (fig. 10) op

nanostructuren gelegen in de veer. Ze kunnen ingedeeld worden in iriserende en niet-iriserende

kleuren. Iriserende kleuren veranderen volgens de invalshoek van observatie terwijl dit bij niet-

iriserende kleuren niet het geval is (Osorio en Ham, 2009). Iriserende kleuren worden steeds

veroorzaakt door coherente lichtweerkaatsing. Niet-iriserende kleuren daarentegen worden niet

noodzakelijk veroorzaakt door incoherente lichtweerkaatsing (Prum en Torres, 2009).

Fig. 10: incoherente (A) en coherente (B) weerkaatsing van licht (uit Prum en Torres, 2009).

Er zijn drie groepen van kleurproducerende nanostructuren in de veren bij vogels. In een eerste

groep vormt niet-gepigmenteerd keratine de kleurproducerende structuur. Dit keratine creëert een

witte kleur door weerkaatsing van alle zichtbare lichtgolven. Een tweede groep bevat de

structureel gekleurde barbulae die iriserende kleuren produceren door een samenspel van

melanine granules en luchtbevattende vacuoles die verspreid liggen in het keratine van de

barbulae. In de derde groep wordt de kleur bepaald door de gespecialiseerde lagen van de

barbae die medullair en spongieus opgebouwd zijn (Prum, 1999). Hierna worden

achtereenvolgens de drie groepen besproken.

4.1. Niet-gepigmenteerd keratine

De veren van vogels bestaan uit spongieus β-keratine. Wanneer tussen dit keratine geen

pigmenten aanwezig zijn is er een minimale absorptie van licht. Door de maximale weerkaatsing

van het licht krijgen de veren een witte kleur (Prum, 1999).

Page 20: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

14

4.2. Melanine en lucht in de barbulae

De structurele kleuren in de barbulae worden veroorzaakt door de aanwezigheid van

melaninegranules en luchtvacuoles. Deze liggen verspreid in het β-keratine van de barbulae en

zorgen door de weerkaatsing van licht voor de productie van kleur. In de barbulae worden over

het algemeen iriserende kleuren geproduceerd. Een welbekend voorbeeld hiervan is de kleur in

de keelstreek bij kolibries (bijlage II) (Lucas en Stettenheim, 1972; Prum, 1999; Prum et al., 1999).

Durrer (1986) verdeelde deze vorm van structurele kleurproductie in 6 types, gekenmerkt door:

(fig. 11):

- Type 1: een laag bestaande uit grote, sferische melanocyten met daarboven een dun

laagje keratine.

- Type 2: enkele of multipele lagen van aangrenzende staafvormige melaninegranules

met een lengte van 1 tot 2 µm en een diameter van 0,2 µm.

- Type 3: enkele of multipele lagen van dunne melaninestaafjes die gerangschikt zijn in

vierkante of zeshoekige gebieden, of in dichte enkele of dubbele lagen. De staafjes

hebben een lengte van 1 µm en een diameter van 0,1 µm.

- Type 4: melanineplaatjes of –schijfjes in enkele of dubbele lagen met afmetingen van

1,5 – 2,5 µm x 0,25-0,4 µm x 0,25- 0,4 µm (lxbxh).

- Type 5: met lucht gevulde melaninecilinders in enkele of dubbele lagen.

- Type 6: met lucht gevulde melanineplaatjes die ofwel aan elkaar grenzen ofwel

gescheiden zijn door een keratinelaag.

Fig. 11: de zes types van kleurvormende structuren in barbulae (uit Durrer, 1986).

Page 21: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

15

4.3. Medullaire, spongieuze laag in de barbae

De barbae bevatten een spongieuze, medullaire laag keratine (fig. 4). Deze laag bestaat uit een

basaallaag van melaninegranules met daar rond een matrix van keratinestaafjes en luchtvacuoles

(Lucas en Stettenheim, 1972; Durrer, 1986). Deze laag zorgt voor een coherente weerkaatsing

van licht doordat de nanostructuur van de keratine uniform is in alle richtingen (Prum et al.,1999).

Morfologisch worden de nanostructuren in de barbae onderverdeeld in twee types. Enerzijds

hebben we het cilindervormige type, waarbij keratinestaafjes en luchtkanalen in langwerpige en

gedraaide vormen aanwezig zijn. Anderzijds hebben we het sferische type waarbij zich ronde

luchtvacuoles bevinden in een achtergrond van keratine. Deze luchtvacuoles kunnen met elkaar

verbonden zijn (Dyck, 1976; Prum, 2006) Beide vormen worden getoond in figuur 12.

Fig. 12: TEM-opname van het sferische (a) en het cilindervormige (b) type van nanostructuren in de barbae bij vogels. De

witte zones zijn lucht, de donkere β-keratine (uit Noh et al., 2010).

De niet-iriserende kleuren die hierdoor ontstaan zijn onder andere blauw (bijlage II), violet,

turquoise en ultraviolet. Deze vorm van kleurproductie speelt ook een belangrijke rol in het

ontstaan van de groene kleur bij vogels. Groen kan, met uitzondering van het pigment

turacoverdine bij de Musophagidae, niet ontstaan door pigmenten of structurele kleuren op

zichzelf. Het ontstaat door een samenspel van structurele kleurproductie in de medulla van de

barbae en de aanwezigheid van carotenoïden in de cortex (Dyck, 1978). Eerder dacht men dat

niet-iriserend blauw veroorzaakt werd door het Tyndall-effect (Auber, 1957). Dit effect ontstaat

wanneer er verstrooiing van licht is op deeltjes in suspensie, zoals melanine en luchtvacuoles.

Deze deeltjes zijn groter dan de golflengte van het licht. Dit werd echter door Dyck (1971) en

Page 22: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

16

Prum (1999) onderzocht en als foutief bestempeld. Het juiste mechanisme waardoor blauw

ontstaat is interferentie van het licht op de verschillende keratine nanostructuren in de barbae.

5. Cosmetische kleuren

Naast de pigmenten en structurele kleurproductie is er nog een bijzondere groep van

kleurvorming bij vogels: de cosmetische kleuren. Deze cosmetica, door Lucas en Stettenheim

(1972) ook “kleurwijzigers” genoemd zijn stoffen die door de vogel zelf op het verenkleed

aangebracht worden. Dit kan door actieve aanvoer door de vogel of door secreten uit klieren.

De stoffen die door de vogels zelf gesecreteerd worden zijn onder andere het poeder van

poederveren en vooral het secreet uit de uropygiaalklier (Delhey et al., 2007). Deze

uropygiaalklier is een holocriene klier gelegen aan de staartbasis die een vetachtige substantie

produceert (Jacob en Ziswiler, 1982). Deze vorm van kleuring wordt onder andere aangetroffen bij

de pelikaan en de zwartkopgier. Neushoornvogels brengen dit secreet actief aan op hun veren

(bijlage III) (Kemp, 2001; Lucas en Stettenheim, 1972; Vevers, 1964). Vroeger werd aangenomen

dat vogels via het secreet uit de uropygiaalklier de kleur van hun verenkleed konden aanpassen

door de weerkaatsing van ultraviolet licht te wijzigen. Uit onderzoek van Delhey et al. (2008) bleek

dit niet correct te zijn. Dit secreet wordt vooral rood of geel gekleurd door de aanwezigheid van

carotenoïden (Kemp, 2001; Lucas en Stettenheim, 1972).

Vederpoeder komt voor bij verschillende soorten vogels waaronder papegaaien, duiven,

kraanvogels, reigers en zwaluwen. Dit poeder zorgt voor een grotere reflectie van licht waardoor

er minder absorptie is door de ultrastructurele elementen in de veer. Hierdoor krijgen de veren

een blekere kleur (Lucas en Stettenheim, 1972).

Naast de producten die door vogels zelf gesecreteerd worden, hebben we ook producten uit de

omgeving. Zo zien we bij loopvogels vaak een donkere kleur door opname van stof, hetzij passief,

hetzij actief door het nemen van stofbaden. Bij vogels die hun nest maken in boomholtes zien we

de aanwezigheid van houtdeeltjes en sporen van slijmzwammen in de veren. In industriële

gebieden wordt “industriële ontkleuring” waargenomen door de aanwezigheid van roet in de lucht.

Roestkleurige kleurvelden worden gezien bij meer dan 120 vogelsoorten. Deze roestkleur wordt

veroorzaakt door de aanwezigheid van ijzeroxide. Een duidelijk voorbeeld hiervan is de

lammergier (Gypaetus barbatus) waar de roestige kleur van de poten, borst, nek en kop (bijlage

III) te wijten is aan het baden in modder (Frey & Roth-Callies, 1994; Lucas en Stettenheim, 1972).

Page 23: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

17

BESPREKING

Op basis van deze literatuurstudie kan besloten worden dat kleurvorming in veren bij vogels een

samenspel is van talrijke factoren. Vooral de mechanismen van kleurvorming door pigmenten en hoe

deze in de veer terechtkomen zijn goed gekend en uitvoerig beschreven in de literatuur.

Melanine is het meest voorkomende pigment. Naast de donkere kleur die het op zichzelf creëert speelt

melanine een belangrijke rol in de structurele kleurvorming. Van de carotenoïden zijn er reeds 26

verschillende soorten geïdentificeerd in veren bij vogels en met meer dan 700 gekende soorten

carotenoïden kan dit gerust nog oplopen. Een belangrijke misvatting die nog steeds heerst bij

vogelhouders is dat de felle rode en gele kleuren bij papegaaien worden beïnvloed door carotenen in de

voeding. Deze kleuren bij papegaaiachtigen worden echter veroorzaakt door het endogene pigment

psittacofulvine.

De structurele kleuren waren aanvankelijk minder goed bestudeerd maar in de laatste decennia is daar

een grote vooruitgang geboekt. Zo werd lange tijd aangenomen dat de blauwe kleur bij vogels

veroorzaakt wordt door het Tyndall-effect. Dyck ontkrachtte deze hypothese als eerste in 1971 en nu

wordt algemeen aanvaard en beschreven dat de blauwe kleur van veren ontstaat door interferentie van

licht gecreëerd door de keratine nanostructuren in de veer.

De cosmetische kleuren zijn ook uitgebreid gedocumenteerd. Eerder werd gedacht dat vogels via het

secreet uit de uropygiaalklier de weerkaatsing van ultraviolet licht konden beïnvloeden. Delhey et al.

toonden aan dat dit niet klopte.

Page 24: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

18

LITERATUURLIJST

- Anonymous (2003). Rapport annuel 2003: campagne de dosage de l’hydroquinone dans les

produits cosmetiques. DASS de Genève, Zwitserland.

- Auber L. (1957). The structures Producing “Non-Iridescent” Blue Colour in Bird Feathers, Proc.

Zool. Soc. London Vol. 129 4, p. 455-486.

- Bacha J. B., Bacha M. L. (2000). Color Atlas of Veterinary Histology, 2nd edition. Blackwell

Publishing Ltd, Oxford, UK, p. 113.

- Baruah P., Goswai U.C. (2012). Characterization of carotenoid pigments in amphibian,

Rhacophorous bipunctatus. Journal of research in Biology 2, p. 114-118.

- Berthold P. (1967). Uber Haftfarben bei Vögeln: Rostfärbung durch Eisenoxid beim Bartgeier

(Gypaetus barbatus) und bei anderen Arten. Zoologische Jahrbilcher Systematik, 93, p. 507-595.

- Britton G., Liaaen-Jensen S., Pfander H. (2004). Handbook Carotenoids. Birkhäuser Verlag,

Basel.

- Brush A. H. (1978). Avian pigmentation. In: Brush A.H. (Editor) Chemical Zoology Vol. X, Aves,

Academic Press, New York, p. 141-164.

- Brush A.H. (1990). Metabolism of carotenoid pigments in birds. The FASEB Journal 4, p. 2969-

2977.

- Burtt E. H. J. (1986). An analysis of physical, physiological and optical aspects of avian coloration

with emphasis on wood warblers. AOU Ornithological Monographs 38, p. 1-126.

- Chandler A. C. (1916). A study of the structure of feathers, with reference to taxonomic

significance. Publications in Zoology of the University of California (Berkeley) 13, p. 243-446.

- Clark J. A. (1993). Integumentum commune. In: Baumel J. J. (Editor) Handbook of Avian

Anatomy: Nomina anatomica avium, 2nd

edition, The Nuttall Ornithological Club, Cambridge, p.

17-44.

- D’Alba L., Kieffer L., Shawkey M. D. (2012). Relative contributions of pigments and biophotonic

nanostructures to natural color production: a case study in budgerigar (Melopsittacus undulates)

feathers. The Journal of Experimental Biology 215, p. 1272-1277.

- Delhey K., Peters A., Kempenaers B. (2007). Cosmetic coloration in Birds: Occurrence, Function

and Evolution. The American Naturalist 169, p. 145-158.

- Delhey K., Peters A., Biedermann P. H. W., Kempenaers B. (2008). Optical properties of the

uropygial gland secretion: no evidence for UV cosmetics in birds, Naturwissenschaften 95, p. 939-

946.

- Durrer H. (1986). The Skin of Birds: Colouration. In: Bereiter-Hahn J., Matolsky A.G., Richards

K.S. (Editors) Biology of the Integument: 2 Vertebrates, Springer-Verlag, Berlijn, p. 239-247.

- Dyck J. (1971). Structure and Colour-Production of the Blue Barbs of Agapornis roseicollis and

Cotinga maynana, Zeitschr. fur Zellforsch. 115, p. 17-29.

Page 25: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

19

- Dyck J. (1976). Structural colours. In: Proceedings of the 16th International Ornithological

Congress. Australian Academy of Science, Canberra City, p. 426-437.

- Dyck J. (1978). Olive green feathers: reflection of light from the rami and their structure. Anser,

Suppl. 3, p. 57-75.

- Fox H.M., Vevers G. (1960). The nature of animal colors. Sidgwick & Jackson. London.

- Frey H., Roth-Callies N. (1994). Zur Genese der Haftfarbe (Fostbärbung durch Eisenoxid) beim

Bartgeier, Gypaetus barbatus, Egretta, 37, p. 1-22.

- Gross R. (1956). Water soluble compounds associated with the plumage of the pigeon (Columba

livia). Australian Journal of Experimental Biology 34, p. 65-70.

- Hill G. E., McGraw K.J. (2006). Bird coloration, Vol. 2, function and evolution. Harvard University

Press, Cambridge.

- Hodges R.D. (1974). The Histology of the Fowl, Academic Press, London.

- Hudon J., Brush A.H. (1990). Carotenoids produce flush in the Elegant Tern plumage. Condor 92,

p. 798-801.

- Hudon J. (1991). Unusual carotenoid use by the Western Tanager (Piranga ludoviciana) and its

evolutionary implications. Canadian J. Zoology 69, p. 2311-2320.

- Jacob J., Ziswiler V. (1982). The uropygial gland. In: Farner D.S., King J.R., Parkes K. C. (Editors)

Avian biology, Vol. 6, Academic Press, New York, p. 199-324.

- Jagannadham M.V. (1999). The structure of carotenoids. Trends in Ecology & Evolution 14 (6), p.

236.

- Kemp A.C. (2001). Family Bucerotidae (hornbills). In: del Hoyo J., Elliot A., Sargatal J. (Editors)

Handbook of the birds of the world. Vol. 6. Mousebirds to hornbills. Lynx, Barcelona, p. 436-523.

- Krishnaswamy A., Baranoski G.V.G. (2004). A biophysically-based spectral model of light

interaction with human skin. Eurographics 23, p. 331-340.

- Krishnaswamy N.R., Sundaresan C.N. (2013). Fascinating Organic Molecules from Nature.

Colours in Flight – Pigments from Bird Feathers and Butterfly Wings. Resonance 18 (1), p. 12-21.

- Krukenberg C.F.W. (1882). Die federfarbstoffe der psittaciden. Vergleichend-physiologische

Studien 2, p. 29-36.

- Lucas A.M., Stettenheim P.R. (1972). Avian Anatomy: Integument, volume 1 and 2. Agricultural

Research Services Washington DC: US Department of Agriculture, p. 391-420.

- Martel A. (2007). Duivenziekten. Diergeneeskundig memorandum 2, p. 9.

- McGraw K.J., Nogare M.C. (2004). Carotenoid pigments and the selectivity of psittacofulvin-based

coloration systems in parrots. Comparative Biochemistry and Physiology, Part B 138, p. 229-233.

- McGraw K.J. (2006). Mechanics of carotenoid-based coloration. In: Hill G.E., McGraw K.J.

(editors) Bird Coloration, Mechanisms and measurements, vol. 1. Harvard University Press,

Cambridge, p. 177-242.

Page 26: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

20

- Noh H., Liew S. F., Saranathan V., Mochrie S. G. J., Prum R. O., Dufresne E. R., Cao H. (2010).

How noniridescent colors are generated by quasi-ordered structures of bird feathers. Advanced

materials, 22, p. 2871-2880.

- Olson S.L. (1970). Specializations of some carotenoid-bearing feathers. Condor 72, p. 424-430.

- Osorio D., Ham A. D. (2002). Spectral reflectance and directional properties of structural

coloration in bird plumage. The Journal of Experimental Biology 205, p. 2017-2027.

- Osorio D., Ham A.D., Gonda Z., Andrew R. (2009). Sensory generalization and learning about

novel colours by poultry chicks. The Quarterly Journal of Experimental Psychology 62, p. 1249-

1256.

- Prum R. O. (1999). The anatomy and physics of avian structural colours. In: Adams N.J.,

Slotow R.H. (Editors) Proceedings of the 22nd International Ornithological Congress. Bird Life

South Africa, Durban.

- Prum R.O., Torres R., Williamson S., Dyck J. (1999). Two-dimensional Fourier analysis of the

spongy medullary keratin of structurally coloured feather barbs. Proc. R. Soc. B 266, p. 13-22.

- Prum R. O., Torres R. (2003). Structural colouration of avian skin: convergent evolution of

coherently scattering dermal collagen arrays. The Journal of Experimental Biology 206, p. 2409-

2429.

- Prum R. O. (2006). Anatomy, Physics, and Evolution of Structural Colors. In: Hill. G. E., McGraw,

K. J. (Editors) Bird coloration, Vol. 1. Harvard University Press, Cambridge, p. 295.

- Riley, P.A. (1997). Melanin. Int. J. Biochem. Cell Biol. 29, p. 1235-1239.

- Rimington C. (1939). A reinvestigation of Turacin, the Copper Porphyrin Pigment of Certain Birds

Belonging to the Musophagidae. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological

Sciences Vol. 127, 846, p. 106-120.

- Sage B.L. (1962). Albinism and melanism in birds. British Birds 55 (6), p. 201-232.

- Shawkey M.D., Hill G.E. (2005). Carotenoids need structural colors to shine. Biol. Lett., 1, p. 121-

124.

- Shawkey M.D., Morehouse N.I., Vukusic P. (2009). A protean palette: colour materials and mixing

in birds and butterflies. J. R. Soc. Interface 6, p. 221-231.

- Smitt J.H.S. (2009). Bouw en functie van de huid. In: Smitt J.H.S., van Everdingen J.J.E., van der

Horst H.E., Starink T.M. (Editors) Dermatovenereologie voor de eerste lijn. Bohn Stafleu van

Loghum, Houten, p. 5-15.

- Stettenheim P. R. (2000). The Integumentary Morphology of Modern Birds – An Overview.

American Zoologist 40, p. 461-477.

- Stradi R., Hudon J., Celentano G., Pini E. (1998). Carotenoids in bird plumage: the complement of

yellow and red pigments in true woodpeckers (Picinae). Comparative Biochemistry and

Physiology 120B, p. 223-230.

Page 27: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

21

- Stradi R., Pini E., Celentano G. (2001). The chemical structure of the pigments in Ara Macao

plumage. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology

130, p. 57-63.

- Van den Abeele D. (2011). De veren maken de vogel: carotenoïden. De vogelwereld.

- van Grouw H. (2012). Het fenomeen ‘witte veren’ in kraaiachtigen. Het Vogeljaar 60 (1), p. 3-20.

- Vevers H. G. (1964). Adornment by color in man and other animals. Symposia of the Institute of

Biology 12, p. 133-139.

- Völker O. (1936). Ueber den gelben federfarbstoff des wellensittichs (Melopsittacus undulatus). J.

Ornithol. 84, p. 618-630.

- Völker O. (1938). Porphyrine in Vogelfedern. J.Ornithol. 86, p. 436-456.

- Völker O. (1952). Die Lipochrome in der Federn der Cotingiden. J. für Ornithologie 93, p. 122-129.

- Völker O. (1953). Das Farbkleid der Flaumfußtauben (Ptilinopodinae). J. für Ornithologie 94, p.

263-273.

- With T.K. (1967). Darstellung von kristalliziertem Koproporphyrin III als Kupfer-komplexsalz aus

den Daunen von Otis tarda (Grosstrappe). J. Ornithol. 108, p. 480-483.

Page 28: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

22

BIJLAGE I Foto’s pigmentkleuring (melanine/carotenoïden/porfyrines/psittacofulvine)

Foto 1: zwarte kleur door melanine bij de zwarte kraai (Corvus corone). Foto: Pierre Selim.

Foto 2: bruine kleur door melanine bij de vrouwelijke merel (Turdus merula) Foto: Matthias Barby.

Page 29: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

23

Foto 3: albino zwarte kraai (Corvus corone). Deze vorm van kleurverlies wordt veroorzaakt door een

gebrek aan melanine. Foto: World Bird Park Walsrode, Klaus Rudloff.

Foto 4: de typische roze kleur bij de Andes flamingo (Phoenicoparrus andicus) ontstaat door de opname

van carotenoïden. Foto: Paulo Fassina.

Page 30: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

24

Foto 5: de bruine kleur bij de Koritrap (Ardeotis kori) wordt net als bij uilen en nachtzwaluwen veroorzaakt

door porfyrines. Foto: Winfried Bruenkman.

Foto 6: de roodkuiftoerako (Tauraco erythrolopus) verkrijgt zijn groene en rode kleur door de

aanwezigheid van respectievelijk turacoverdine en turacine. Foto: Dick Daniels.

Page 31: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

25

Foto 6 en 7: de typische rode kleur bij de geelvleugelara (Ara macao) en de vrouwelijke edelpapegaai

(Eclectus roratus) ontstaat door de aanwezigheid van psittacofulvine. Foto’s: Dick Daniels.

Page 32: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

26

BIJLAGE II: Foto’s structurele kleuren

Foto 1: de niet-iriserende blauwe kleur bij de bergsialia (Sialia currucoides) ontstaat door een spongieuze

laag van lucht en keratine in de barbae met daar onder een laag melaninegranules. Foto: Elaine R.

Wilson.

Foto 2: de kleur van de keelstreek bij de Irazukolibrie (Panterpe insignis) is een duidelijk voorbeeld van

iriserende kleurvorming in de barbulae bij vogels. Foto: Joseph C. Boone.

Page 33: MECHANISMEN EN (ULTRASTRUCTURELE) KENMERKEN VAN …lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/062/711/RUG01-002062711_2013_0001_AC.pdf · De vlag bestaat uit baarden (barbae) die ontspringen

27

BIJLAGE III: Foto’s cosmetische kleuren

Foto 1: de Grote Neushoornvogel (Buceros bicornis) gebruikt een geelrode substantie uit de

uropygiaalklier om zijn veren en helm te kleuren. Foto: Tony Brierton.

Foto 2: de lammergier (Gypaetus barbatus) verkrijgt zijn typische bruine kleur op de borst door te baden in

modder rijk aan ijzeroxide. Foto: Richard Brantz.