Πώς οι γυάλινες φτερωτές πεταλούδες μεγαλώνουν τα αόρατα φτερά τους

Μια νέα μελέτη διαπίστωσε ότι η γυάλινη πεταλούδα έχει πολλά κόλπα για να επιτύχει σχεδόν αόρατο.

Aaron Pomerantz

Από τον Anil Oza

Σε μια μικρή σκηνή στη μέση του τροπικού δάσους του Παναμά, ο Aaron Pomerantz συγκέντρωσε ένα αυτοσχέδιο εργαστήριο πεδίου γεμάτο με μικροσκόπια, χημικά αντιδραστήρια και εξοπλισμό εργαστηρίου ακριβείας. Μερικές φορές, ήταν τόσο ζεστό που ο Pomerantz, ένας ολοκληρωμένος βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, αγωνίστηκε να κρατήσει τον ιδρώτα του από τη μόλυνση των λεπτών δειγμάτων του Λεπιδόπτερα. Έψαχνε για κάτι σχεδόν αόρατο – διαφανείς πεταλούδες γνωστές ως γυάλινα φτερά.

Οι σπάνιες πεταλούδες είναι «σαν φαντάσματα στο τροπικό δάσος», λέει ο Nipam Patel, Ph.D. στο Pomerantz. Σύμβουλος. Τώρα, ο Pomerantz και ο Patel έχουν κάνει κάτι περισσότερο από το να βρουν πεταλούδες – έχουν επίσης λύσει ένα διαρκές μυστήριο: πώς τα φτερά τους είναι διαφανή.

γυάλινη πτέρυγα πεταλούδαςGreta Auto), ένα αεροπλάνο μεγέθους μπέιζμπολ που ζει σε όλη την Κεντρική και Νότια Αμερική, είναι ένα από τα εκατοντάδες είδη πεταλούδων με διαφανή φτερά. Αυτή η σπάνια προσαρμογή βοηθά στην αποφυγή πιθανών αρπακτικών. Σε σύγκριση με άλλα είδη που είναι ορατά, όπως οι λιβελλούλες, τα γυάλινα φτερά είναι πιο ικανά να κυματίζουν στα τροπικά δάση απαρατήρητα επειδή τα φτερά τους δεν λάμπουν ή δεν λάμπουν στο φως του ήλιου.

Η μάχη, που συνήθως μελετά την εξέλιξη των αρθροπόδων, έχει ένα δια βίου ενδιαφέρον για τα γυάλινα φτερά – και μια συλλογή από δεκάδες χιλιάδες που έχει συγκεντρωθεί από την ηλικία των οκτώ. Για να καταλάβει τι κάνει τα πλάσματα τόσο κρυφά, ο Patel, τώρα διευθυντής του θαλάσσιου βιολογικού εργαστηρίου στο Woods Hole της Μασαχουσέτης, ζήτησε από μια ομάδα μεταπτυχιακών φοιτητών να τραβήξουν μικροσκοπικές εικόνες με φτερά δώδεκα περίπου ειδών ημιδιαφανών πεταλούδων.

Οι μαθητές του διαπίστωσαν ότι “με κάθε τρόπο που μπορείτε να το θεωρήσετε διαφανές, έχει πιάσει μερικές πεταλούδες ή σκώρο”, λέει ο Patel. Τα φτερά πεταλούδας αποτελούνται από ένα λεπτό, μεμβρανώδες στρώμα ενός φυσικού πολυμερούς που ονομάζεται χιτίνη, το οποίο συνήθως καλύπτεται με μικρές, αλληλοσυνδεόμενες κλίμακες πλακιδίων. Τα είδη με ημιδιαφανή φτερά έχουν βρει τρόπους να μετακινήσουν το φως γύρω από αυτές τις κλίμακες, να παράγουν λιγότερα από αυτά, να τα γυρίσουν κάθετα ή απλά να τα πετάξουν.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα υαλώδη φτερά όχι μόνο παράγουν λιγότερες κλίμακες, αλλά επίσης μετατρέπουν πολλές από αυτές τις κλίμακες σε τρίχες, επιτρέποντας στο φως να περάσει πιο εύκολα από τα φτερά. Χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, ο Pomerantz ανακάλυψε επίσης ότι μικροσκοπικές κορυφογραμμές μεταξύ των τριχών, γνωστές ως νανοϊνες, επικαλύπτονται με ένα στρώμα κεριού.

Οι νανοσωλήνες φαίνεται να βοηθούν στη μείωση της αντανάκλασης, λέει ο Pomerantz. Το έντονο φως εμφανίζεται όταν το φως χτυπά μια επιφάνεια και αντανακλάται στην ίδια γωνία, σαν να χτυπάει έναν καθρέφτη. Τα νανοσωματίδια «τραχύνε» την επιφάνεια των φτερών και Προκαλεί το φως να αναπηδά από πολλές γωνίεςΔημοσίευση Reflection, οι ερευνητές έγραψαν τον περασμένο μήνα το Εφημερίδα της Πειραματικής Βιολογίας. “Επειδή είναι τόσο μικρά, δρουν σαν μικρές ταχύτητες”, λέει ο Pomerantz.

Επιπλέον, η επίστρωση κεριού επιβραδύνει το φως που περνάει από τα φτερά επειδή είναι πυκνότερο από τον αέρα – σαν να αναγκάζει κάποιον να κολυμπήσει μέσω μελάσας. Αυτή η μείωση της ταχύτητας μειώνει την επίδραση του φωτός στο χτύπημα των ζυγών, μειώνοντας το έντονο φως. Αφαιρώντας τα γυάλινα φτερά της κηρώδους επίστρωσής τους, λέει ο Pomerantz, και οι νανοπυλών είχαν σαν αποτέλεσμα γυαλιστερά φτερά.

Αν και υπάρχουν πολλοί διαφανείς τύποι, συμπεριλαμβανομένων υπεριώδες μέγεθος χεριούΕνώ έχουν αναπτύξει μικροσκοπικά χτυπήματα ταχύτητας, η επίστρωση κεριού είναι μια νέα και κάπως συγκεχυμένη ανακάλυψη, λέει ο βιολόγος του Πανεπιστημίου Duke Sonke Johnson. Αυτό συμβαίνει επειδή το κάλυμμα χιτίνης των πεταλούδων είναι ισχυρό – και η προσθήκη ενός στρώματος κεριού τις εξασθενεί. “Γιατί να εγκαταλείψετε αυτά τα εκπληκτικά οφέλη που λαμβάνετε από τη χιτίνη σε αντάλλαγμα για αυτό το κερί;” Ο Τζόνσον ρωτάει. “Σίγουρα υπάρχουν περισσότερα για την ιστορία που θα ανακαλύψουν.”

Η κατανόηση αυτών των αντι-ανακλαστικών ιδιοτήτων θα μπορούσε μια μέρα να βοηθήσει τους ερευνητές να μεταδώσουν το φως αποτελεσματικά στα ηλιακά πάνελ και να δημιουργήσουν φθηνότερους φακούς αντιθαμβωτικής προστασίας για κάμερες ή γυαλιά. Αλλά προς το παρόν, ο Pomerantz και ο Patel θέλουν να επικεντρωθούν στον τρόπο με τον οποίο εξελίχθηκαν τα γυάλινα φτερά από αδιαφανείς προγόνους, χρησιμοποιώντας γονιδιωματική για τον εντοπισμό βασικών γονιδίων.

“Είναι υπέροχο να γνωρίζουμε πώς η φύση λύνει πραγματικά ενδιαφέροντα προβλήματα όπως αυτό”, δήλωσε ο Patel. Μπορείτε να πληρώσετε επιπλέον για γυαλιά με αντιανακλαστική επίστρωση. Αλλά, φυσικά, βασικά, οι πεταλούδες το ανακάλυψαν πιθανώς δεκάδες εκατομμύρια χρόνια πριν. “

READ  Το Τηλεσκόπιο Ιστού της NASA συσκευάζει τη σκιά του για ένα εκατομμύριο μίλια

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *