Rafael Maia Villar de Queiroz's scientific contributions

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2008. Coloração estrutural é aquela produzida pela interação da luz com estruturas nanométricas de diferentes índices de refração, que irão reforçar a reflexão de determinados comprimentos de onda. Uma das características particulares a esse tipo de coloração é que as estruturas podem estar organizadas de forma a produzir uma coloração que muda suas características de acordo com o ângulo de incidência da luz e de observação; esse tipo de coloração é denominado coloração iridescente. Dessa forma, utilizando como modelo de estudo o tiziu (Volatinia jacarina), cujos machos apresentam durante a estação reprodutiva uma plumagem nupcial negro-azulada iridescente, de origem estrutural, essa dissertação teve como objetivos: (1) caracterizar nanoestruturalmente as bárbulas das penas da plumagem nupcial de machos de tiziu, identificando as estruturas e os mecanismos responsáveis pela produção de sua cor; (2) verificar possíveis fontes de variação em características da coloração, relacionadas a aspectos ecológicos e sociais da espécie; e (3) testar hipóteses adaptativas relativas ao conteúdo de informação que esses sinais visuais podem conter. Para atingir esses objetivos, foram combinadas metodologias de trabalho de campo, espectrofotometria, microscopia eletrônica e modelagem ótica. As estruturas responsáveis pela produção de cor nas bárbulas analisadas são uma camada delgada de queratina e a camada de melanina que se encontra abaixo dessa. Alterações das propriedades óticas da melanina oferecem melhores modelos preditivos da cor, sugerindo diferenças em relação ao conhecimento acumulado na literatura até o presente momento. Foram identificadas relações entre características da coloração e aspectos da qualidade individual e da idade dos machos, sugerindo que essa característica possa ser um sinal honesto na comunicação visual dessa espécie. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT Structural coloration is produced through the interaction of light with nanometric structures of different refractive indexes, which results in reinforcement in the reflection of certain wavelengths. A peculiar characteristic of this type of color is that structures may be organized so that color properties change in relation to the angle of incidence of the light and of the observer; this kind of color is called iridescent coloration. Thus, using the Blue-black Grassquit (Volatinia jacarina), a species in which males molt to a structural blue-black iridescent plumage during reproduction, as a model organism, the objectives of this dissertation were (1) to nanostructurally characterize feather barbules from male nuptial plumage, identifying structures and mechanisms responsible for color production; (2) to verify possible sources of variation in color characteristics associated to ecological and social aspects of this species; and (3) to test for adaptive hypotheses as to the information content that such visual signals may have. To meet these objectives, field, spectrometry, electron microscopy and optical modeling methodologies were combined. A thin keratin layer over a melanin layer are responsible for color production in the analyzed barbules. Changes in melanin optical properties, however, resulted in better predictive models, suggesting differences as to what has been published so far. Relationships between coloration characteristics and male quality and age were also identified, suggesting that this characteristic may be an honest signal in this species’ visual communication system.