Если вы коснетесь крыльев бабочки, скорее всего, у вас на пальцах останется мелкий порошок. Эта пыль состоит из крошечных микроскопических чешуек, сотни тысяч которых покрывают крылья бабочки, как черепица на тонкой крыше. Структура и расположение этих чешуек придают бабочке ее цвет и мерцание, а также помогают защитить насекомое от непогоды.
Теперь инженеры Массачусетского технологического института запечатлели сложное строение чешуек бабочки, образующихся во время метаморфоз. Команда ученых впервые непрерывно наблюдала, как чешуйки крыльев растут и собираются по мере того, как развивающаяся бабочка трансформируется внутри куколки.
С помощью нового подхода к визуализации исследователи смогли наблюдать, как формируются чешуйки крыльев у бабочки Vanessa cardui, также известная как репейница и чертополоховка, которая встречается почти везде, кроме Южной Америки.
Ученые заметили, что по мере формирования крыла клетки на его поверхности выстраиваются в упорядоченные ряды по мере роста. Эти клетки быстро дифференцируются в чередующиеся чешуйки, образуя перекрывающийся узор, напоминающий черепицу.
Когда они достигают своего полного размера, на чешуйках появляются тонкие гребни по всей длине — крошечные гофрированные детали, которые контролируют цвет насекомого и помогают ему отводить дождь и влагу.
Исследование ученых предлагает наиболее подробный взгляд на зарождающуюся архитектуру чешуек бабочек. Новые визуализации также могут служить планом для разработки новых функциональных материалов, таких как переливающиеся окна и водонепроницаемые ткани.
«Крылья бабочки контролируют многие из своих атрибутов, точно формируя структурную архитектуру чешуек крыла», — говорит ведущий автор исследования Энтони Макдугал, научный сотрудник отдела машиностроения Массачусетского технологического института.
«Эту стратегию можно использовать, например, для придания цвета и свойств само-очистки автомобилям и зданиям. Теперь мы можем извлечь уроки из структурного контроля бабочек над этими сложными микронаноструктурированными материалами».
Исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Подпишитесь на наш канал в Telegram
