Kun opetin ornitologiaa, opiskelijat kysyivät aina jossain vaiheessa lukukautta useita kysymyksiä. Yksi oli, miksi punarinnan munat ovat sinisiä?
Jopa Charles Darwin ihmetteli evolutiivisia syitä siihen, että lintujen munankuoret vaihtelevat väriltään valkoisesta tumman vihertävänsiniseen. Koska tämä on niin yksinkertainen ja ilmeinen kysymys pohdittavaksi, luulisi jonkun keksineen syyn jo kauan sitten. Ja todellakin, on olemassa useita hypoteeseja, jotka selittävät munankuoren pigmentaatiota – yleisimmin hyväksytyt ovat joko naamiointi tai suojaaminen auringonvalolta.
Himmeiden, pilkullisen munankuoren tarjoama naamiointi on tietenkin tärkein munankuoren värien ja kuvioiden evoluutioon vaikuttanut tekijä, erityisesti niiden lintujen kohdalla, jotka pesivät maassa tai lähellä maata.
Mutta naamiointi ei selitä sitä, miksi muiden lintujen munissa on kirkkaita, yksivärisiä värejä, kuten täplittämätöntä valkoista tai voimakkaita sinisiä ja vihertävänsinisiä värejä – sillä näiden värien ansiosta munat on helppo havaita, varsinkin kun ne ovat avoimessa kuppipesässä. Näin ollen yksiväristen, kirkkaiden munankuorien värien on väistämättä oltava seurausta erilaisista evolutiivisista paineista kuin naamioituminen nälkäisiltä saalistajilta. Toinen laajalti hyväksytty hypoteesi on, että yksiväriset, tahrattomat munat saattavat olla paras kompromissi auringolle altistumisesta selviytymiseksi.
Munankuoren pigmenttien ja auringonvalon välisten vuorovaikutusten selvittämiseksi David Lahti, biologian apulaisprofessori New Yorkin kaupunginyliopistosta, ja Dan Ardia, biologian apulaisprofessori Franklin & Marshall Collegesta, lyöttäytyivät yhteen ja tutkivat asiaa tarkemmin.
Heidän keskeiset kysymyksensä keskittyivät sen selvittämiseen, voisiko munankuoren pigmentaatio auttaa munaa säilyttämään tasapainon kahden vastakkaisen ja mahdollisesti vahingollisen auringonvalon vaikutuksen välillä: valon (myös UV-valon) läpäisy valkoisen tai vaalean munankuoren läpi ja tummemman (vihertävänsinisen) kuoren omaavien munien nopea ylikuumeneminen.
Koska kyläkehrääjälintu, Ploceus cucullatus, tuottaa munia eri kiinteissä väreissä valkoisesta keskivihreänsiniseen, oli mahdollista tehdä suoria kvantitatiivisia vertailuja tämän lajin tuottamien erilaisten munankuorien värien osalta kontrolloidussa valoympäristössä.
Tutkijat testasivat auringonvalohypoteesin neljää osatekijää:
- haitallinen ultraviolettisäteily (UV-säteily) voi läpäistä lintujen munankuoret
- infrapunasäteily (IR-säteily) luonnollisilla intensiteeteillä voi lämmittää munien sisäpuolta
- intensiivisempi munien väritys vähentää valonläpäisevyyttä. (”pigmentti aurinkovarjona”)
- intensiivisempi munan väritys lisää valon absorptiokykyä munankuoressa ja lämmittää munan sisätiloja (”pimeän auton vaikutus”)
Tutkijat mittasivat linnunmunaan osuvan näkyvän valon kolme kohtaloa, ja vertasivat näitä kohtaloita valkoisen munan ja vihertävänsinisen munan kohtaloihin ja havaitsivat, että munankuoren väri vaikutti heijastuskykyyn (R; vasemmassa pylväässä), absorptioon (A; keskimmäinen pylväs) ja läpäisevyyteen (T; oikea pylväs) (kuva 4):
Lisäkokeet osoittivat, että, aivan kuten tutkijat ennustivat, tummemmat (vihertävänsiniset) munankuoret suojasivat paremmin munan sisäosaa (jossa arvokas alkio kehittyy) valolta, mukaan lukien vaaralliselta, DNA:ta vahingoittavalta UV-säteilyltä. Samalla tummemmat pigmentit mahdollistivat kuitenkin myös sen, että munat absorboivat enemmän valoa, mikä johti niiden nopeampaan lämpenemiseen – ja ylikuumeneminen voi nopeuttaa alkion kehitystä, mikä puolestaan johtaa moniin muihin ongelmiin.
Periaatteessa siis kohtalaisen valoisissa ympäristöissä, kuten metsissä, joissa amerikanrotat tyypillisesti pesivät, lintujen munat kehittyvät kohti tummia suojellakseen alkiota auringolta, kun taas valoisammissa ympäristöissä, kuten avoimilla puistoalueilla, puolikuivilla ja kuivilla alueilla pesivät linnut suosivat nopean ylikuumenemisen vaarojen vuoksi valkoisia tai vaaleampia munankuoria.
Nämä havainnot ovat hyödyllisiä ennustettaessa, millaisissa ympäristöissä linnut pesivät, mutta ne voivat myös selittää, miksi jotkin lintulajit, kuten kyläkehrääjälintu, tuottavat erivärisiä munia valkoisesta tumman vihertävänsiniseen.