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Remarquablement variées les couleurs des oiseaux sont dues à des pigments qui se mettent en place au cours de la muemue. Soit ils absorbent une partie de la lumière, soit ils la diffractent. Pour la structure des plumes, lire notre dossier sur les rapaces.
Paon. © Marc Feldmann, CC BY-NC 2.0
Les pigments des oiseaux : caroténoïdes et mélanines
Il existe deux types de pigments chez les oiseaux : les caroténoïdescaroténoïdes et les mélaninesmélanines.
Le principal composé des caroténoïdes est le béta-carotènecarotène que l'on retrouve dans les carottescarottes... Les oiseaux les trouvent dans leur alimentation bien évidemment : ainsi le rouge des ailes de flamants provient d'un caroténoïde élaboré par une alguealgue, Dunaniella, consommée par de petites crevettes, Artemia, qui constituent la nourriture des flamants.
Les caroténoïdes sont transformés par le métabolismemétabolisme du flamant et fixés dans les plumes de celui-ci. Ils y sont responsables des couleurs rouge, rose, violacé, crème ou encore orangé selon leur formule exacte et leur concentration dans les plumes.
Carotenoïde. © DR
Dunaliella, est une algue verte microscopique, de forme ovoïde et qui a deux flagellesflagelles permettant une forte mobilité. Elle a une longueur de 11 µm et une largeur de 6 µm. Elle est présente dans les milieux salés, salines, lagunes, lacs salés et dans la Mer MorteMer Morte. Pour s'adapter à la pression osmotiquepression osmotique que subit sa cellule dans ces milieux l'algue accumule du glycérol. Dans le cas d'une forte exposition à la lumière, (eaux peu profondes et calmes) l'algue protège sa chlorophyllechlorophylle de la surexposition lumineuse par des pigments rouges (astaxanthine) qui limitent la pénétration lumineuse. Elle prend alors une couleur rouge et colore l'eau en en cas de bloombloom.
Artemia mâle et femelle. © DR
Cette algue, non toxique, est consommée par Artemia dans la nature. La faible dimension de l'algue est compatible avec le système de filtrationfiltration alimentaire d'Artemia adulte et du nauplius (larvelarve). C'est pourquoi, cette algue sert de standard pour les études de croissance, de reproduction de l'Artemia en fonction des divers paramètres de salinité, de température et autres facteurs physico-chimiques.
Les mélanines, protéinesprotéines brunes ou noires le plus souvent sont synthétisées par la peau et mises en place dans les plumes en croissance par les mélanocytesmélanocytes, cellules spécialisées. Leur répartition très précise et contrôlée génétiquement permet des dessins très variés. Le composé initial en est la tyrosinetyrosine qui, polymérisée, forme l'eumélanine ou mélanine noire.
Tyrosine. © DR
Si la polymérisationpolymérisation n'a pas lieu, des moléculesmolécules plus simples de phaéomélanines sont alors formées et donnent des couleurs allant du brun au roux. La robe du paon, ainsi que la roue qu'il fait, dépendent uniquement des mélanines plus ou moins associées à d'autres molécules.
Synthèse mélanine. © DR
Les couleurs structurales des oiseaux
Les couleurs des oiseaux résultent toujours de la décomposition de la lumière solaire et plusieurs mécanismes sont possibles.
L'absorptionabsorption de la lumière verte et bleue par un pigment renverra du rouge vers l'œilœil, mais les couleurs structurales, qui s'opposent à ces couleurs pigmentairespigmentaires, sont des décompositions de la lumière par diffractiondiffraction. Cette diffraction est réalisable grâce aux microstructures des plumes.
Canari. © DR
Si le jaune du canari est pigmentaire, le bleu de la perruche et les couleurs du paon sont, elles, structurales.
La structure d’une plume de perruche
Section de barbe de plume de perruche, microstructure. © DR
L'écorce, cellules minces : le milieu, cellules géantes avec micro-grains de mélanine, cette couche est la couche structurale de la barbe de plume. Les microgranules d'eumélanine diffusent la lumière à la manière de la fumée et comme ils sont très petits, ils ne diffusent que les petites longueurs d'ondelongueurs d'onde (proches de leur propre diamètre). Au centre cellules rondes avec macromoléculesmacromolécules d'eumélanine noire.
- La présence de mélanine en profondeur empêche la recomposition de la lumière par absorption des rayons diffractés.
- La présence de barbulesbarbules incolores donne du bleu ciel ;
- La présence de caroténoïde à la surface des barbes donne du vert si elles contiennent de l'eumélanine sinon on a du jaune etc.
La structure d’une plume de paon
Plumes de paon. © DR
Dans ce cas ce sont les nombreuses divisions de la plume en microlamelles qui modifient l'incidenceincidence de la lumière sur les différentes parties de la plume.
Les barbules sont, dans ce cas, constituées de micro cuvettes en ligne, avec, au fond, de fines lames parallèles, régulièrement écartées, très nombreuses et responsables des différentes couleurs car les ondes réfléchies sont très légèrement décalées.
Quand le décalage vaut un multiple impair d'une demi longueur d'onde, la couleur disparaît ce qui renforce la couleur complémentaire (voir paragraphe sur les contrastescontrastes). Comme la distance parcourue par la lumière dépend de l'angle d'incidence, la couleur change avec l'angle de vue...La mélanine limite les réflexions dans les lamelles et en l'absence de mélanine noire dans les barbules inférieures au barbules colorées une recomposition de la lumière supprime les couleurs. L'écartement des lamelles est de l'ordre de la longueur d'onde de la lumière avec une précision de 1/10 000 de mm.
Même principe chez le corbeau, le pigeon ou les oiseaux de paradis. D'autres systèmes existent encore chez les tangaras par exemple...
D'après les recherches du docteur Maurice Pomarède.