Niezwykłe skrzydła motyli
Jak skrzydło motyla może pomóc w medycynie i technice
Budowa skrzydła motyla
Bez motyli nie ma wiosny i lata. Są one wpisane w krajobraz prawie każdego zakątka ziemi. I choć ludzie obserwują je od dawna, ciągle zaskakują nas nowe odkrycia związane z budową ich delikatnego ciała.
Portret motyla
Motyle, czyli łuskoskrzydłe są pod względem liczebności drugą po chrząszczach grupą owadów. W Polsce żyje około 3 tysiące gatunków a na świecie jakieś 180 tysięcy.
Ciało motyla składa się z segmentów połączonych błoniastymi stawami, co daje owadowi swobodę ruchu. Poszczególne części – głowę, tułów i odwłok – chroni chitynowy naskórek.
Choć istnieją gatunki motyli potrafiące przeżyć kilka lat, przeciętna długość życia łuskoskrzydłych to zaledwie kilka tygodni.
Różnorodność gatunków tych kruchych stworzeń oraz niezwykła budowa ich skrzydeł pozwalają ludziom czerpać pomysły do wykorzystania nowych technologii w medycynie i technice.
Niezwykłe łuski na skrzydłach
Motyle mają po dwie pary skrzydeł. Ich wielkość, kształt i barwa różnią się w zależności od gatunku. Składają się one z konstrukcji żyłek, pomiędzy którymi rozpięta jest dwuwarstwowa błona.
Skrzydła pokryte są łuskami (stąd nazwa łuskoskrzydłe), które są tak małe, że przy dotknięciu przypominają pyłek. W rzeczywistości są to zmodyfikowane włosy, z których każdy powstał z jednej komórki i przyczepiony jest do błony za pomocą delikatnej szypułki.
Łuski pokrywają skrzydła w sposób przypominający dachówki.
Niektóre z nich z wyglądu przypominają smukłe płatki kwiatów, mogą mieć kształt włoskowaty, elipsowaty bądź szerokołopatkowy.
Włoski te w środku mają przestrzeń wypełnioną pigmentem pochodzącym z produktów przemiany materii lub pokarmu zjedzonego jeszcze przez gąsienicę.
Barwy łusek różnią się ze względu na czynniki z których powstają (np. melanina daje kolor czarny, brunatny, czerwonobrązowy i ciemnożółty; puryna – występująca wyłącznie u bielinków – biały, pomarańczowy i czerwonawy; antocyjan – czerwony do fioletowego; flawon – żółty; karoten – pomarańczowożółty).
Inną przyczyną różnorodności kolorów skrzydeł motyli jest ich budowa. Wiele gatunków tych owadów posiada dodatkowo specjalnie ukształtowane, wklęsłe łuski, które sprawiają, że padające na nie światło nie jest absorbowane, ale rozszczepiane lub odbijane. Efektem tego zjawiska jest powstanie zimnych barw strukturalnych (inaczej fizycznych lub optycznych) dających metaliczny połysk i niebieski, zielony, fioletowy lub ultrafioletowy kolor.
Odporne powłoki ochronne
Obserwując motyle, naukowcy zauważyli, że ich skrzydła zawsze są czyste i suche. Na przykładzie gatunku Morpho didius stwierdzili, że odpowiadają za to miniaturowe, biegnące równolegle rowki na powierzchni łusek, które zmniejszają przyczepność ciał obcych. Dzięki takiej budowie, woda nie wsiąka w skrzydła, ale spływa po nich, zmywając zanieczyszczenia i pod wpływem siły ciężkości wraz z nimi jest odprowadzana na zewnątrz.
Inżynierowie wzorując się na tym aspekcie budowy motylich skrzydeł starają się stworzyć różne sprzęty medyczne, między innymi opatrunki odporne na zanieczyszczenia.
Technicy pracują również nad projektami samochodów samooczyszczających się, pokrytych lakierem o budowie podobnej do skrzydeł motyla.
Podobna technologia jest już teraz wykorzystywana w produkcji farb, szkła czy ubrań.
Kolory strukturalne metodą zabezpieczenia
Naukowców zaciekawiły również barwy strukturalne niektórych motyli. Na przykładzie gatunku Papilio blumei z rodziny paziowatych starali się odtworzyć uproszczoną wersję skrzydeł, by uzyskać efekt rozszczepiania i odbijania światła.
Wszystko po to, by technologię tą móc wykorzystać do lepszego zabezpieczania banknotów, kart kredytowych i papierów wartościowych. Inżynierowie twierdzą, że zastosowanie tych zabezpieczeń pomoże uchronić przed podrabianiem i fałszowaniem pieniędzy.
Niestety, choć badacze spędzili nad tą pracą dziesięć lat, projekt wciąż jeszcze jest w fazie prototypu, gdyż nadal trwają prace nad tymi skomplikowanymi technologiami.
Ogrzewanie „panelowe”, czyli dlaczego motyl rozpościera skrzydła
Czujny obserwator motyli zapewne zauważy, że owady te często siedzą rozpościerając skrzydła. Ich zachowanie nie jest wynikiem jedynie zmęczenia po długim locie. Tak naprawdę ich dzień rozpoczyna się od rozłożenia skrzydeł w celu ogrzania i naładowania się energią. Bez tego, zziębnięty po nocy motyl nie mógłby się ruszyć.
Niektóre z gatunków mają jednak jeszcze jedną ciekawą właściwość. Część czarno ubarwionych paziowatych ma w łuskach rzędy otworków przypominające plaster miodu, oddzielone pofałdowanymi listwami w kształcie odwróconej litery V. Dzięki temu, przez otwory łatwiej wpada światło, które jest absorbowane i wykorzystywane w celu ogrzania ciała.
Naukowcy obserwując fruwające przed ich oczami przykłady pochłaniania energii słonecznej, zdecydowali się ulepszyć technologie grzewcze.
Opracowali oni nowe struktury paneli słonecznych oraz metody pozwalające wykorzystać większą ilość światła słonecznego i wody do podwojenia produkcji wodoru – ekologicznego paliwa przyszłości.
Jak widać, obserwacje motyli przynoszą wiele pomysłów ulepszających technologie tworzone przez człowieka.
Motyle – ciekawostki
- Niektóre gatunki motyli posiadają także łuski zapachowe (androkonialne).
- Chociaż barwy motyli zachwycają, nie stanowią one głównego atutu samców walczących o względy samic. Badacze odkryli, że o wyborze potencjalnego partnera bardziej decyduje jego technika lotu niż wygląd.
- Motyle żywią się głównie nektarem, ale lubią też sól. W rejonach tropikalnych zaobserwowano, jak owady te delikatnie spijają łzy z oczu ogromnych kajmanów.
- Łuskoskrzydłe, choć wyglądają na delikatne, nie są łatwą zdobyczą dla drapieżników. Ich nierówny lot sprawia, że trudno je uchwycić a okropny smak (spowodowany zjadaniem trujących roślin jeszcze na etapie gąsienicy) powoduje, że kto raz spróbował motyla, ten raczej tego nie powtórzy.
Polecamy
