Кристально ясно: У чешуекрылых есть много способов быть прозрачными

 

У бабочек и мотыльков красивые крылья: яркая вспышка оранжевого монарха, яркие полосы ласточкиного хвоста, светящаяся зелень лунного мотылька. Но некоторые бабочки порхают на еще более эффектных крыльях: части их крыла, а иногда и само крыло целиком, на самом деле прозрачны.

 

Многие водные организмы, включая желе и рыбу, прозрачны. Но прозрачные крылья бабочки и мотылька настолько привлекательны, что просто мельком увидеть их, как правило, заставляет человека броситься за камерой или, по крайней мере, показать ее своим друзьям. Эти загадочные прозрачные крылья бабочки не были всесторонне изучены.

Дорис Гомес и Марианна Элиас (Французский национальный центр научных исследований) решили изменить это. На прошлой неделе вместе с многопрофильной командой экологов, биологов и физиков они опубликовали масштабное исследование об оптике и экологических последствиях мотыльков и бабочек с прозрачными крыльями в журнале "Экологические монографии" Американского экологического общества. Они обнаружили, что прозрачность эволюционировала у чешуекрылых не один раз и что существует множество способов быть прозрачными.

Гомес, эколог, изучавшая физические и экологические аспекты переливчатости крыльев колибри и другой окраски птиц, была заинтригована этими так называемыми бабочками и мотыльками "стеклянного крыла", когда она встретила Элиаса, эволюционного биолога, который работал над экологией и эволюцией тропических бабочек Итомиини, у которых прозрачные крылья. Гомес был поражен, обнаружив, что почти ничего не было написано о прозрачности ни у чешуекрылых, ни у каких-либо других наземных животных.

"Эта статья является прорывом, потому что все, что до сих пор было известно о прозрачности, касалось водных организмов", - сказал Гомес. "Прозрачность настолько редка в наземных организмах, что люди никогда не удосуживались изучить ее всесторонне."

Она и ее команда проанализировали 123 вида чешуекрылых из образцов коллекции Французского музея естественной истории. Они обнаружили прозрачность, или "прозрачнокрылые" виды, в 31 из 124 семейств. Но не все виды достигают прозрачности одинаковым образом. Они изучили, в какой степени прозрачность влияет на терморегуляцию и обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения.

У многих насекомых, включая ос, мух и стрекоз, прозрачные крылья. Их крылья состоят из прозрачной мембраны из хитина. Крылья бабочек и мотыльков сделаны из одного и того же вида прозрачной мембраны, но в большинстве случаев бабочки и бабочки имеют непрозрачные чешуйки, скрывающие мембрану. Чешуя - это то, что отвечает за их завораживающие узоры и окраску.

Гомес и ее команда обнаружили, что у видов яснокрылых есть несколько способов сделать свои крылья прозрачными. У некоторых прозрачных мотыльков и бабочек вообще нет чешуи на крыльях, поэтому хитиновая мембрана просвечивает насквозь. У многих других видов есть чешуйки, которые могут быть прозрачными, вертикальными, узкими или похожими на волосы, пропускающими свет через крыло.

Физики изучали примеры прозрачности у отдельных видов или родов в надежде понять физику того, как адаптировать биологические концепции, чтобы сделать людей, транспортные средства и даже структуры невидимыми или прозрачными. Но до сих пор никто не оценил богатство подходов, которые могут использовать чешуекрылые для достижения прозрачности, или тот факт, что она развивалась несколько раз в разных группах.

"Это первый сравнительный анализ прозрачных крыльев бабочки", - сказал Элиас. "Что примечательно, так это то, что прозрачность развивалась несколько раз независимо. Но способ, которым крылья становятся прозрачными, может сильно отличаться, от сильно упакованных прозрачных чешуек до простого отсутствия чешуи, за счет уменьшения размера и плотности. Есть много способов быть прозрачным. Мы не знаем, почему существует такое разнообразие."

В некоторых случаях различные стратегии приводят к одному и тому же уровню прозрачности, заставляя исследователей задумываться о том, почему вообще существует такое разнообразие. Они теоретизируют, что прозрачность может быть полезна по-разному для разных видов, в том числе в качестве камуфляжа или для имитации ос и пчел. Прозрачность также, по-видимому, помогает ночным бабочкам и бабочкам регулировать температуру своего тела, но не защищает их от ультрафиолетового излучения.

Гомес, который страстно любит работать с учеными из других дисциплин, включил физиков в исследование, чтобы изучить оптические свойства крыльев, в том числе определить, что видят птицы, их потенциальные хищники, когда они смотрят на прозрачную бабочку. Они обнаружили, что чем больше света может проходить через крыло, то есть чем оно прозрачнее, тем менее видна бабочка хищникам. Прозрачность действует как идеальный камуфляж.

Как и сами бабочки, результаты убедительны. Тем не менее, ученые подчеркивают, что исследование подняло больше вопросов и возможностей для дальнейшего изучения эволюционной роли и экологических последствий прозрачности.

"Бабочки-такие знаковые организмы", - сказал Гомес. "Их так замечательно изучать. Мне нравится изучать сложные концепции, такие как переливчатость и прозрачность, потому что есть так много всего, что нужно исследовать, и так легко увлечь ими всех."

ИСТОЧНИК

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (13.07.2021)
Просмотров: 42 | Рейтинг: 0.0/0