У некоторых бабочек имеются настолько черные крылья, что они могут конкурировать с самыми черными вещами, когда-либо произведенными человеком. Даже на фоне черного строительного листа крылья этих чешуекрылых выделяются. Аспирант лаборатории Университета Дьюка, Алекс Дэвис, говорит: «Некоторые существа черное довели до крайности». О тайне черных крыльев бабочек поговорим в статье.
Эффект захвата солнечных лучей
Бабочки, которых изучает Алекс Дэвис вместе с коллегами, в сто раз темнее черного бархата, свежего асфальта, древесного угля и иных темных объектов. Всего лишь 0,06 % падающих на них солнечных лучей отражаются обратно в глаза человека.
Крылья этих бабочек можно сравнить с солнечными панелями, которые поглощают энергию Солнца, или с телескопами, снижающими количество рассеянного света. Интересно, что чешуекрылые достигают эффекта захвата света с помощью крыльев, имеющих толщину всего пару микрон.
Новое исследование
Ученые из Университета Дьюка 10 марта опубликовали результаты своего исследования в журнале Nature Communications, которые показали, что ультрачерные бабочки из различных областей земного шара, похоже, используют одну и ту же уловку. По их словам, тайна такой темной окраски крыльев заключается не в избытке меланина – пигмента, который ответственен за черный цвет перьев вороны и меха кошки. Это оптическая иллюзия, созданная трехмерной структурой крыльев бабочек.
Подробности
Для проведения исследования Дэвис, Джонсен и Ниджоут задействовали компьютерное моделирование и электронный микроскоп. Экспертам удалось протестировать крылья 10 видов ультрачерных бабочек и 4 темно-коричневых или простых черных из Азии и Южной и Центральной Америки.
Человек невооруженным глазом крылья чешуекрылых видит гладкими. Но если он будет рассматривать их с близкого расстояния, то получит совершенно иную картинку. Если крылья бабочки увеличить в тысячи раз, то можно увидеть на их поверхности сетчатую чешую, состоящую из отверстий и ребер, которые перенаправляют свет в губчатые внутренние секции. Далее ткани рассеивают солнечные лучи, а затем поглощают.
До недавнего времени невероятные светопоглощающие свойства некоторых черных бабочек объяснялись наличием ячеек на поверхности чешуек. Но Джонсен заявил, что это не имеет значения, так как элементы без ребристой поверхности отражали в 16 раз больше света. По словам Дэвиса, это подобно переходу от сверхчерного цвета к темно-коричневому.
Подобные элементы были обнаружены у иных животных, таких как райские птицы и павлиньи пауки, которые отражают лишь 0,05 % видимого света. Исследователи говорят, что бабочки интересны тем, что они конкурируют с лучшими нанотехнологиями, улавливающими свет, используя тончайшие структуры.
Полученные сведения могут помочь инженерам изготовить очень тонкие сверхчерные покрытия для самолетов-невидимок, военного камуфляжа или космических телескопов, нацеленных на далекие звезды.
«Почему сверхчерная окраска время от времени появлялась в генеалогическом древе чешуекрылых, неясно до сих пор, - говорит Джонсен. – Художники знают давно, что на разных фонах один и тот же цвет может сильно отличаться».
Планы исследователей
«Мы хотим выяснить, сколько раз у бабочек в процессе эволюции появлялись ультрачерные крылья. Также мы должны узнать, что способствовало трансформации, - говорит Дэвис. – Зачем бабочки становятся такими черными? Мы считаем, что они подают какой-то сигнал партнерам или, возможно, хищнику. Но есть множество иных причин, и мы надеемся прояснить это».
