På 1960-talet observerade en grupp ornitologer att ökenflyghönan, som lever i torra ökenområden i Afrika och Mellanöstern, kan ta med sig vatten i bukfjädrarna.
Med dåtidens teknik och användning av optiska mikroskop kunde de emellertid inte förklara vad det var som gjorde dessa fjädrar speciella.
Det är inte ovanligt att fåglar har vattenavvisande fjädrar – tänk bara på pingviner eller änder, som har en körtel vid stjärtfjädrarna som utsöndrar en olja som ger en vattenavvisande effekt.
Att samla in och hålla kvar vatten i fjädrarna är dock en helt annan sak. Nu har emellertid en forskargrupp vid Johns Hopkins University och Massachusetts Institute of Technology i USA slutligen löst mysteriet.
Deras resultat har publicerats i tidskriften Journal of the Royal Society Interface, och de skulle kunna inspirera till ny teknik.
Tar med sig vatten över långa avstånd
Arten ökenflyghöna (Pterocles senegallus) är 24–40 centimeter lång och väger 150–500 gram. För att skydda sig mot rovdjur lever fågeln långt från populära vattenhål.
Eftersom arten är monogam delar hanen och honan på ansvaret att ta hand om ungarna, och när honan ruvar på dagen är det ofta hanen som ger sig ut på jakt efter vatten.
Ökenflyghönan flyger i vissa fall över två mil för att hitta vatten. När den gör det sätter den sig i vattenhålet och skakar på kroppen för att vattnet ska sugas upp i bukfjädrarna.
De kan bära upp till 15 procent av sin kroppsvikt, men en del vatten förångas längs vägen. Vattnet som når fram till redet används för att svalka äggen. När äggen har kläckts används vattnet i stället för att släcka ungarnas törst.
Med hjälp av elektronmikroskopi och 3D-teknik lyckades forskarna zooma tätt in på ökenflyghönans fjädrar. Här syns en av de hakar som bidrar till att hålla kvar vatten i fjädern.
Hakar och spiralstrukturer håller kvar vattnet
Med hjälp av modern teknik har de amerikanska forskarna nu kommit fram till exakt hur det går till när ökenflyghönan håller kvar vattnet i fjäderdräkten.
Genom att använda avancerad teknik som elektronmikroskop, mikrodatortomografi, ljusmikroskopi och 3D-videografi har de kunnat studera fjädrarnas allra minsta delar.
Forskarna zoomade in på de pyttesmå fjäderskaften och de så kallade strålar som sticker ut från skaftet, som var och en är bara en bråkdel av bredden av ett människohår.
Forskarna doppade den torra fjädern i vatten för att se hur den absorberar vattnet. Därefter togs fjädern upp och sattes ner i ett glasrör.
I glasröret kunde de konstatera att fjädern svällde, vilket gjorde det möjligt för forskarna att studera fjäderns invecklade struktur.
Ytterligare analyser visade att de individuella fjädrarna håller kvar vattnet med hjälp av dels en skog av hakar nära fjäderns skaft, dels krulliga hakar nära strålarnas spetsar, som fungerar som en sorts vattentäta mössor.
Ett extremt uppförstorat tvärsnitt av ökenflyghönans fjäder visar hakarna, som bildar en krullig spiral när fjädern fylls med vatten.
Hakarna och den krulliga spiralstrukturen i fjäderns strålar håller kvar vattendropparna som en sorts mikroskopiska flaskor.
Forskarna hoppas att ökenflyghönans avancerade fjädrar ska inspirera till vattenabsorberande teknik.
De tror till exempel att tekniken skulle kunna användas för att samla in vatten ur dimma och dagg, vilket kan komma till nytta i torra områden.
Därutöver kan tekniken användas i vattenflaskor åt idrottare, som ofta har svårt att inte spilla medan de springer och dricker.