Почему у бабочки грета ото прозрачные крылья

Прозрачность крыльев грета ото связана с расположением чешуек и мельчайшим устройством поверхности.

Как уменьшается отражение

В исследовании 2015 года измеряли оптические свойства прозрачных участков крыльев грета ото. Они слабо отражали видимый свет и оставались сравнительно прозрачными даже при большом угле наблюдения. Это важно для тонкой оболочки: сама прозрачность материала ещё не устраняет отражение на его границах.

На поверхности обнаружили мельчайшие выступы в виде столбиков. Они располагались нерегулярно, а их высота и ширина различались. Поэтому поверхность отличалась от ровного слоя или строго повторяющегося ряда одинаковых деталей.

Авторы проверили оптическую модель такого устройства. Распределение высот столбиков существенно снижало отражение как при освещении прямо на поверхность, так и под большим углом. В измерениях слабое отражение сохранялось в видимом диапазоне даже при угле около восьмидесяти градусов.

Результат связывает внешний вид крыла с особенностями поверхности, которые намного меньше видимых глазом жилок. Прозрачный участок действует как часть сложного покрова, а не как пустой промежуток между цветными краями. Через него проходит свет, но некоторое отражение всё равно остаётся.

Модель помогает проверить, какие признаки поверхности влияют на этот результат. Она описывает оптические свойства изученных участков и не превращает бабочку в полностью невидимое животное при любом освещении.

Что меняется при развитии

Работа 2021 года проследила развитие крыльев грета ото с помощью разных методов микроскопии. Исследователи сравнивали будущие прозрачные и непрозрачные области. Различия появлялись ещё во время формирования чешуйчатого покрова.

В прозрачных областях плотность клеток, из которых развиваются чешуйки, была ниже. Сам рост тоже различался: там образовывались тонкие щетинковидные чешуйки, а в непрозрачных участках — более широкие плоские. Поэтому открытая оболочка между деталями покрова занимает неодинаковую долю поверхности.

На оболочке крыла нашли два слоя мельчайших структур. Нижний состоял из регулярно расположенных выступов, а верхний — из нерегулярных столбиков на основе восковых веществ. Для верхнего слоя установили преобладание длинноцепочечных органических соединений.

Когда восковые столбики удаляли химическим способом, измерения и расчёты помогали определить их участие в снижении отражения. Это связывало внешний оптический эффект с определённой частью покрытия, а не только с общим сходством прозрачных крыльев.

Таким образом, особенности грета ото складываются на нескольких уровнях: число и форма чешуек, открытая оболочка и её поверхностные структуры. В работе изучено развитие этих признаков. Одной общей фотографией нельзя заменить наблюдения за ростом чешуек или определить химический состав покрытия.

Что показало сравнение видов

В другом исследовании 2021 года сравнивали прозрачные крылья нескольких видов бабочек из тропических областей Америки. Сопоставляли прохождение света и строение поверхности на разных масштабах. Работа включала виды со сходными предупреждающими рисунками.

Такие рисунки рассматривают в связи с защитными свойствами добычи: разные виды могут иметь сходные признаки, узнаваемые хищником. Исследователей интересовало, совпадают ли у них также свойства прозрачных участков. Для этого оптические измерения соединяли с микроскопией.

В некоторых группах сходство обнаружили и в прозрачности, рассматриваемой с учётом зрения хищника. Мельчайшие структуры тоже иногда оказывались похожими, хотя в целом их устройство было разнообразным. Поэтому разные прозрачные крылья не обязательно представляют одну и ту же конструкцию.

Изменения чешуйчатого покрова играли основную роль в возникновении прозрачности. Ещё более мелкие поверхностные структуры заметно влияли на количество прошедшего света и могли дополнительно настраивать оптические свойства.

Авторы предложили рассматривать прозрачность не только в связи с маскировкой, но и как возможную часть предупреждающего сигнала. Это вывод из сравнительной работы. Он расширяет вопрос о функции прозрачного участка, сохраняя различие между измеренными свойствами поверхности и полной проверкой реакции каждого природного хищника.