Toen ik ornithologie doceerde, stelden mijn studenten op een bepaald moment tijdens het academisch jaar steevast een aantal vragen. Een daarvan was: waarom zijn roodborstjeseieren blauw? Zelfs Charles Darwin vroeg zich af waarom de eierschalen van vogels evolutionair gezien variëren in kleur van wit tot donker groenblauw. Omdat dit zo’n eenvoudige en voor de hand liggende vraag is om over na te denken, zou je denken dat iemand de reden al lang geleden zou hebben bedacht. En inderdaad zijn er een aantal hypothesen die de pigmentatie van de eierschaal verklaren – de meest algemeen aanvaarde zijn ofwel camouflage ofwel bescherming tegen zonlicht.

De camouflage door doffe, gevlekte eierschalen is natuurlijk de belangrijkste factor die de evolutie van de eierschaalkleuren en -patronen bepaalt, vooral voor vogels die op of dicht bij de grond nestelen.

Maar camouflage verklaart niet waarom de eieren van andere vogels heldere, effen kleuren hebben, zoals ongevlekt wit of intens blauw en groenig-blauw – omdat deze kleuren de eieren gemakkelijk te zien kunnen maken, vooral wanneer zij in een nest met een open kooi liggen. Effen, heldere eierschaalkleuren moeten dus noodzakelijkerwijs het gevolg zijn van een andere evolutionaire druk dan camouflage voor hongerige roofdieren. De andere algemeen aanvaarde hypothese is dat ongespikkelde eieren het beste compromis zijn om blootstelling aan de zon te overleven.

Om de interacties tussen eierschaalpigmenten en zonlicht te verduidelijken, hebben David Lahti, een assistent-professor biologie aan de City University of New York, en Dan Ardia, een assistent-professor biologie aan het Franklin & Marshall College, de handen ineen geslagen om een en ander nader te bestuderen.

Hun centrale vragen waren gericht op het identificeren of eierschaalpigmentatie het ei zou kunnen helpen een evenwicht te behouden tussen twee tegengestelde, en potentieel schadelijke, effecten van zonlicht: de transmissie van licht (inclusief UV) door witte of lichtgekleurde eierschalen en de snelle oververhitting van eieren met donkerdere (groenachtig-blauwe) schalen.

Omdat de wevervogel, Ploceus cucullatus, eieren produceert in een reeks van effen kleuren, van wit tot middelgroen-blauw, was het mogelijk om directe kwantitatieve vergelijkingen te maken voor een verscheidenheid van eierschaalkleuren geproduceerd door deze soort in een gecontroleerde lichtomgeving.

De onderzoekers testten vier componenten van de zonlichthypothese:

1. schadelijke ultraviolette (UV) straling kan door vogeleierschalen dringen
2. infrarode (IR) straling bij natuurlijke intensiteiten kan de binnenkant van eieren verwarmen
3. meer intense eikleuring vermindert de lichtdoorlatendheid (“pigment als parasol”)
4. een intensere eikleuring verhoogt de absorptie van licht door de eierschaal en verwarmt het inwendige van het ei (“donker auto-effect”)

De onderzoekers hebben de drie lotgevallen gemeten van zichtbaar licht dat op een vogelei valt, en vergeleken deze drie eigenschappen voor een wit ei met die voor een groenachtig-blauw ei, en ontdekten dat de kleur van de eierschaal van invloed was op de reflectie (R; linker kolom), absorptie (A; middelste kolom), en transmissie (T; rechter kolom) van zonlicht (figuur 4):

Uit aanvullende experimenten bleek dat, precies zoals de onderzoekers hadden voorspeld, de donkere (groenachtig-blauwe) eierschalen het binnenste van het ei (waar dat kostbare embryo zich ontwikkelt) beter beschermden tegen licht, met inbegrip van gevaarlijke, DNA-beschadigende, UV-straling. Maar tegelijkertijd zorgden de donkere pigmenten er ook voor dat de eieren meer licht absorbeerden, waardoor ze sneller opwarmden – en oververhitting kan de embryonale ontwikkeling versnellen, wat vervolgens tot een reeks andere problemen leidt.

Dus in feite zullen de eieren van vogels in omgevingen met een gematigd lichtniveau, zoals de bossen waar Amerikaanse roodborstjes gewoonlijk nestelen, zich ontwikkelen in de richting van donker om het embryo tegen de zon te beschermen, terwijl nesten in omgevingen met meer licht, zoals open parklanden, semi-aride en dorre streken, door de gevaren van snelle oververhitting de voorkeur geven aan witte of lichter gekleurde eierschalen.

Deze bevindingen zijn nuttig voor het voorspellen van het soort omgevingen waarin vogels nestelen, maar kunnen ook verklaren waarom sommige vogelsoorten, zoals de dorpswevervogel, eieren produceren met een verscheidenheid aan kleuren, van wit tot donker groenachtig-blauw.