Ученые засняли удивительный процесс - формирование крыла внутри бабочки-куколки (7 фото + 1 гиф)

24 ноября 2021

Ученые проследили за тем, как формируются чешуйки крыльев у куколки бабочки-репейницы. Это первый подобный опыт, так как ранее исследователи могли провести анализ только по снимкам отдельных стадий формирования крыла. Теперь ученые планируют использовать "технологию" бабочки для создания высокоэффективных солнечных батарей и других разработок.

Эксперты Технологического института Массачуссета впервые исследовали образование чешуек на крыльях бабочки по мере их формирования. Ранее исследователи могли провести анализ только по снимкам отдельных стадий формирования крыла, поэтому этот опыт - уникален. Эти чешуйки, которых насчитывается сотни тысяч, придают крыльям бабочки цвет и мерцание, а также защищают ее от непогоды.

Чтобы запечатлеть, как образуются чешуйки крыльев, исследователи сначала вырастили гусениц бабочки-репейницы (Vanessa cardui) в отдельных контейнерах. После того, как гусеницы превратились в куколку, специалисты вырезали небольшое "окошко" во внешней оболочке куколки, покрыли его прозрачным материалом, и периодически облучали слабыми лазерными импульсами. В результате этого метода удалось получить детальные трехмерные снимки тканей, при этом никак не повреждая будущую бабочку.

Благодаря специальной системе освещения, ученым удалось проследить формирование высокодетализированных структурных особенностей крыла бабочки. В течение нескольких дней после начала метаморфозы, клетки быстро выстраивались в ряды, в конечном счете разделяясь на чередующийся узор из чешуек. По мере того, как каждая чешуйка достигала своего окончательного размера, было видно, что на ней вырастают длинные тонкие "ниточки". Считается, что они отвечают за окрас бабочки, и помогают крыльям сбрасывать дождь, влагу и избыточное тепло.

"Мы можем учиться у бабочек структурному контролю сложных материалов. Многие из этих этапов мы видели и раньше. Но теперь мы можем собрать их вместе, и непрерывно наблюдать за происходящим, что дает нам больше информации о деталях формирования чешуек," - говорит автор исследования, Энтони Макдугал.

Подобный процесс эксперты планируют использовать в технологии. Например, для создания самоочищающихся покрытий, высокоэффективных солнечных батарей и другого. Они нацелены и дальше изучать структуру и особенности формирования бабочки внутри куколки, чтобы сделать еще больше открытий об этих интересных процессах.