Dr Peter Mojzeš z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Karola (Wydział Matematyczno-Fizyczny) oraz dr Jindřich Brejcha z Katedry Filozofii i Historii Nauki (Wydział Nauk Ścisłych) Uniwersytet Karola w Pradze przeprowadzili badania na linii CIRI badając w jaki sposób papugi wytwarzają kolory swoich piór.

Wielobarwne upierzenie papuzich piór wzbudza podziw i zachwyt, ale skąd właściwie wzięły się te wszystkie kolory?  Co sprawia, że ptaki  zdołały wykształcić taką gamę kolorów i jak ona ewaluowała na przestrzeni wieków? Na te pytania postanowiła odpowiedzieć grupa naukowców pod kierownictwem naukowym dra Miguel Carneiro z CIBIO  (Research Centre in Biodiversity and Genetic Resources – InBIO Associate Laboratory) z Portugalii. Na czym polegają ich badania wyjaśnił dr Jindřich Brejcha – Interesują nas różnice molekularne pigmentu polietylenowego zawartego w piórach papug. Używamy spektroskopii ramanowskiej połączonej ze spektroskopią mas, aby przyjrzeć się strukturze cząsteczek odpowiedzialnych za kolor piór papugi. Jednak ze względu na rezonansowy efekt Ramana, który obserwujemy dla całego zakresu widzialnego oraz wysoki przekrój czynny na rozpraszanie drgań C-C i C=C, tylko kilka pasm ramanowskich związanych z drganiami głównego łańcucha polienowego, nieproporcjonalnie wzmocnionych, jest widocznych na widmach. Pasma ramanowskie związane z drganiami końcowych grup funkcyjnych są ukryte w szumie stochastycznym. Dlatego też, aby przezwyciężyć tą wadę mikroskopii ramanowskiej przy zachowaniu tej samej rozdzielczości przestrzennej, mikroskopia O-PTIR wydaje się być obiecującą metodą.
Dlaczego zdecydowali się przeprowadzić swoje badania właśnie w Centrum SOLARIS? 
- Chcieliśmy przeprowadzić eksperyment pilotażowy z wykorzystaniem mikroskopii ramanowskiej skorelowanej z optyczną fototermiczną mikroskopią w podczerwieni (O-PTIR), aby sprawdzić czy mikroskopia IR może zapewnić bardziej szczegółowy obraz natury polienów w nienaruszonych piórach – wyjaśnia dr Jindřich Brejcha.

Rysynek 1. Szczegółowy widok czerwonego pióra papugi ary.

Rysynek 2. Szczegółowy widok zółtego pióra papugi ary.

Linia badawcza CIRI zapewnia dostęp do mikroskopu O-PTIR, który pozwala na pomiary widm w podczerwieni i ramanowskich w tym samym miejscu na próbce z rozdzielczością przestrzenną ok. 500 nm. Spektroskopie absorpcyjna w podczerwieni i ramanowska są metodami komplementarnymi i jednoczesne rejestrowanie obu widm jest wysoce korzystne w przypadku bardzo wymagających próbek. Pomimo silnego ramanowskiego efektu rezonansowego badanych piór papuzich, badania mogły być przeprowadzone z wykorzystaniem widm w podczerwieni z rozdzielczością przestrzenną niedostępną dla standardowych technik mikroskopii FT-IR. 

Autor zdjęcia papugi: dr Petr Šípek

Auor rusynku 1 i 2: dr Jindřich Brejcha