鳥類羽毛繽紛多變，有橫紋、縱紋、蕾絲邊、遠端白點等多種排列方式，孔雀羽毛尤其複雜，不僅有圓點和炫麗顏色，正面、背面還不相同。鳥類如何演化出變化無窮的羽色型態，一直是科學界的未解之謎。
林頌然從幹細胞著手，成功發展出分子探針和標記。他以黑羽土雞為實驗對象，驚然發現羽毛「黑色素幹細胞」不是位於過去大家猜想的羽囊外部，而是隱藏在羽毛底部沒有色素的表皮處，打破過去一世紀的迷思。
研究團隊接著用三維影像重組，一一解開各種羽色排列的原由。林頌然說，羽色的形成有時間自由度、空間自由度、內外自由度必須考慮。以橫紋羽為例，有一個機制容許部分黑色素幹細胞消失，造成白色橫紋，但有可再生色素，形成黑色橫紋。
而要形成「環形」羽色，則需仰賴羽囊內部環形間質，改變「Agouti」蛋白質的分布，抑制黑色素幹細胞的分化，形成多變的圖案。林頌然曾嘗試在生長中的黑羽毛，打進「Agouti」蛋白質，果然變成白色，「只要手夠巧，我們還能在羽毛上簽名。」
台大副校長羅清華表示，幹細胞是現在最熱門的研究領域之一，林頌然的成果，對未來研究人類白髮有一定幫助。台大名譽教授謝豐舟也說，癌症是亂七八糟的發育，要控制「亂七八糟」，就得先知道正常的發育，幹細胞就如磚瓦石塊，是形成房子構造的基礎，是現在最熱門的研究領域之一。