As penas são estruturas epidérmicas peculiares, constituídas por um revestimento do corpo leve e flexível, mas resistente com inúmeros espaços aéreos úteis como isolante. Protegem a pele contra o desgaste e as penas finas, achatadas e sobrepostas das asas e da cauda formam superfícies para sustentar a ave durante o vôo.
O crescimento de uma pena começa, com uma papila dérmica local, forçando para cima a epiderme sobreposta. A base deste primórdio de pena aprofunda-se em uma depressão circular, o futuro folículo, que manterá a pena na pele.
As células epidérmicas mais externas do primórdio formam uma bainha lisa cornificada, chamada periderme, dentro da qual outras câmaras epidérmicas dispõem-se em costelas paralelas, uma maior mediana formando a futura ráquis e as outras produzindo as barbas.
O pigmento para a coloração é depositado nas células epidérmicas durante o crescimento no folículo, porém não depois.
Quando o crescimento termina, rompe-se a bainha e é retida por alisamento com o bico, aí a pena distende-se em sua forma completa.
A coloração variada das penas resulta principalmente de pigmentos depositados durante o crescimento e características estruturais que causam reflexão e refração de certos comprimentos de onda, cores estruturais.
O conjunto de todas as penas de uma ave é chamado de plumagem e o processo de substituição das penas é conhecido como muda.
As penas das aves que vivem na água são impermeabilizadas através de um óleo lubrificante que elas próprias produzem e espalham com o bico, em uma glândula especial chamada uropigiana, próxima da região da cauda.
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