Dlaczego skrzydła niektórych motyli są przezroczyste?

Większość ciem i motyli uzyskuje swoje żywe kolory dzięki płaskim łuskom, które pokrywają powierzchnię skrzydeł niczym gonty – stosunkowo niewiele gatunków ma skrzydła przezroczyste. Nipam Patel, biolog ewolucyjny i rozwojowy z Marine Biology Laboratory, wraz ze swoimi studentami po raz pierwszy zbadał skrzydła kilku takich gatunków na zajęciach z embriologii. „To było niesamowite – mówi – ponieważ znalazły one wszelkie możliwe sposoby, by uzyskać przejrzystość skrzydeł – od prześwitujących łusek po ich zupełny brak”.

Wcześniejsze badania nad różnorodnością strukturalną i właściwościami optycznymi przezroczystych skrzydeł dotyczyły dorosłych okazów przechowywanych w muzeach, a zatem procesy rozwojowe leżące u podstaw przezroczystości pozostawały zasadniczo nieznane. W ramach nowego badania opublikowanego w „Journal of Experimental Biology”, Patel i jego współpracownicy hodowali motyle z gatunku szklanoskrzydłych i śledzili rozwój ich skrzydeł, tworząc pierwszy szczegółowy zapis tego procesu. Ich praca pokazuje, że u motyli szklanoskrzydłych na przezroczystych obszarach skrzydeł wyrastają rzadkie wąskie szczecinki, jak również szersze łuski (u góry po prawej), z wykorzystaniem mniejszej liczby komórek prekursorowych łusek niż u innych motyli.

Bezbarwne skrzydła mogą być błyszczące, zatem motyle wykształciły sposoby redukcji odbitego światła. Przyjrzawszy się dokładniej w potężnych mikroskopach elektronowych nanosłupkom – maleńkim strukturom, o których wiadomo, że przeciwdziałają odblaskom – znajdującym się na przezroczystej powierzchni skrzydeł, badacze stwierdzili, że regularnie rozmieszczona warstwa nanosłupków z chityny, włóknistej substancji występującej w egzoszkieletach owadów, wspiera nieregularną warstwę nanosłupków z substancji woskowej, znacznie zmniejszając ilość odbitego światła. Naukowcy twierdzą, że może to być inspiracją w pracach nad nowymi typami materiałów antyrefleksyjnych.

Ustalenia te mogą również się przydać w badaniu mechanizmów genetycznych, dzięki którym kolor motyli (lub jego brak) ewoluuje, mówi Robert Reed, ekolog z Cornell University, który nie był zaangażowany w te prace. „Łuski są ewolucyjną innowacją, która wyróżnia motyle – zauważa Reed – zatem to dość niezwykłe, że u niektórych gatunków wystąpił swoisty odwrót [od barwnych skrzydeł]”.