Стеклянные бабочки вида Greta oto не просто так получили свое название, их крылья удивительно прозрачные. Насекомое разработало уникальный способ защиты от хищников, фактически она прячется на виду у всех.
Новая научная работа показывает, как работают узкие щетинки, чешуйки, восковое покрытие, снижающее блики, чтобы сделать крыло почти невидимыми.
Большинство мотыльков и бабочек получают свои яркие цвета от плоских чешуек, которые покрывают поверхность крыла, как черепица и лишь относительно немногие виды имеют прозрачные крылья. Нипам Патель, биолог из Лаборатории морской биологии, впервые исследовал крылья нескольких таких видов со своими учениками в классе эмбриологии.
«Это было удивительно, — говорит он, — потому что они нашли все способы, которые можно только представить, чтобы иметь прозрачное крыло — от прозрачных чешуй до отсутствия чешуи вообще».
Предыдущие исследования, в которых изучалось структурное разнообразие и оптические свойства прозрачности крыла, проводились на взрослых образцах, хранящихся в музеях, поэтому процессы развития, лежащие в основе прозрачности, были в значительной степени неизвестны. Для нового исследования, опубликованного в Journal of Experimental Biology, Патель и его коллеги вырастили бабочек-стеклокрылов и отследили развитие их крыльев, создав первую подробную запись временных рядов процесса. Их работа показывает, что бабочки со стеклянным крылом выращивают редкие, узкие щетинки для прозрачных пятен, а также более широкие чешуйки, используя меньше клеток, чем другие бабочки.
Бесцветные крылья должны быть блестящими, но и тут не все так просто у Greta oto. Бабочки развили способы уменьшения отражения света. Используя мощные электронные микроскопы, исследователи более внимательно изучили нанопиллары — крошечные структуры, которые, как известно, предотвращают блики. Они разбросаны по поверхности стеклянных крыльев. Команда увидела, что регулярно расположенный слой нанопилляров, сделанный из хитина, волокнистого вещества, обнаруженного в экзоскелетах насекомых, дополняет слой нанопилларов из воскового химического вещества, которое значительно снижает количество отраженного света. Исследователи говорят, что эти открытия могут помочь ученым создавать новые антибликовые материалы, которые помогут человеку.
Удивительно, но технологии нанопилляров человечество стало использовать совсем недавно, при этом, бабочки с ними живут тысячи, если не миллионы лет.
Исследование также закладывает основу для будущих последующих изучений генетических механизмов, с помощью которых развивается цвет крыла бабочек, или его отсутствие, сообщил эколог Корнелльского университета Роберт Рид, который не участвовал в исследовании, но следил за ним.
«Чешуя — это эволюционная инновация, которая отличает мотыльков и бабочек от других насекомых, — отмечает Рид, — поэтому примечательно, что у некоторых видов произошел обратный процесс от цвета к бесцветному».