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Penas são crescimentos epidérmicos que formam a cobertura externa distinta, ou plumagem, de pássaros e outras espécies extintas de dinossauros. São consideradas as estruturas tegumentares mais complexas encontradas nos vertebrados e o principal exemplo de uma novidade evolutiva complexa. Eles estão entre as características que distinguem os pássaros existentes de outros grupos vivos.
Embora as penas cubram a maior parte do corpo dos pássaros, elas surgem apenas de certos tratos bem definidos na pele. Eles ajudam no vôo, isolamento térmico e impermeabilização. Além disso, a coloração ajuda na comunicação e proteção. Plumologia (ou ciência da plumagem) é o nome da ciência que está associada ao estudo das penas.
As penas estão entre os apêndices tegumentares mais complexos encontrados nos vertebrados e são formados em folículos minúsculos na epiderme, ou camada externa da pele, que produzem proteínas de queratina. As? -Queratinas nas penas, bicos e garras - e as garras, escamas e conchas dos répteis - são compostas por fios de proteínas ligados a hidrogênio em folhas com pregas? as? -keratinas de pêlos, chifres e cascos de mamíferos. Os sinais exatos que induzem o crescimento de penas na pele não são conhecidos, mas verificou-se que o fator de transcrição cDermo-1 induz o crescimento de penas na pele e escamas na perna.
As penas isolam os pássaros da água e das temperaturas frias. Eles também podem ser arrancados para alinhar o ninho e fornecer isolamento aos ovos e aos filhotes. As penas individuais nas asas e cauda desempenham papéis importantes no controle do vôo. Algumas espécies têm uma crista de penas na cabeça. Embora as penas sejam leves, a plumagem de um pássaro pesa duas ou três vezes mais que seu esqueleto, uma vez que muitos ossos são ocos e contêm sacos de ar. Os padrões de cores servem como camuflagem contra predadores para pássaros em seus habitats, e servem como camuflagem para predadores que procuram uma refeição. Assim como nos peixes, as cores superior e inferior podem ser diferentes, a fim de fornecer camuflagem durante o vôo. Diferenças marcantes nos padrões e cores das penas fazem parte do dimorfismo sexual de muitas espécies de aves e são particularmente importantes na seleção de pares de acasalamentos. Em alguns casos, existem diferenças na refletividade UV das penas entre os sexos, embora nenhuma diferença de cor seja observada na faixa visível. As penas das asas dos manakins alados machos Machaeropterus deliciosus têm estruturas especiais que são usadas para produzir sons por estridulação.
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