Hogy készül az üvegszárnyú lepkék szárnya?

A Chicagói Egyetem számolt be arról a nemzetközi kutatásról, amelyet a hozzájuk tartozó, Woods Hole-ban lévő Tengerbiológiai Labor részvételével készítettek a latin-amerikai üvegszárnyú lepkék szárnyának kialakulásáról.

Mire jók ezek az „üvegszárnyak”? Számos állat választ rejtőszíneket magának, az üvegszárny is e célt szolgálja, azzal, hogy egy sokszínű környezetben élő lepke mögötti táj válik láthatóvá a lepke helyett, ezzel a ragadozóit téveszti meg. Annak ellenére, hogy ez a taktika igencsak hasznos, ráadásul az áttetsző testrészek stabilan jelen vannak az állatvilágban, mégis elég kevesen élnek vele a szárazföldi állatok közül. „Feltettük magunknak a kérdést, hogy a lepkéknél pontosan miként fejlődött ki ez a tulajdonság” – magyarázta Aaron Pomerantz, a kutatás vezetője, akinek terepi munkáit a National Geographic Society is támogatja.

Bár a lepkék szárnyait beborító színes pikkelyecskéket, azok fejlődését és genetikai hátterüket nagyon sokan tanulmányozták, az áttetsző szárnyakra valahogy nem került sor eddig. „Az üvegszárny a színes szárny ellentéte” – mondta Pomerantz.
Egy embriológiai kurzus során jutott eszébe Nipam Patel professzornak, hogy a gyűjteményében lévő üvegszárnyú lepkéket behozza és a hallgatókkal – köztük a tanulmány szerzőivel – együtt megvizsgálják azt, hogy miként is átlátszóak a szárnyak. A hallgatók különböző típusú mikroszkópokkal vizsgálták a szárnyakat, és kiderítették, melyek azok a módozatok, amelyekkel a lepkék elérték az átlátszóságot. „Ezek az eredmények sarkalltak arra minket, hogy az átlátszóság fejlődését is megvizsgáljuk” – tette hozzá a professzor, aki a Tengerbiológiai Labor igazgatója is.

Ezután a kutatók a Greta oto nevű lepkefaj esetében részletesen megvizsgálták, hogy a lepke egyedfejlődése során hogyan alakul ki annak áttetsző szárnya, és kiderült, hogy más módon alakul ki az üvegszárny, mint a normál, nem áttetsző szárnyú lepkék szárnya. Az üvegszárnyúak szárnyának majdan áttetsző részén eleve kevesebb olyan sejt van, amiből a szárnypikkelyek kialakulnának, és a fejlődés egészen korai szakaszában különbözni kezd a szárnypikkelyek alakja is. Az áttetsző részeken egészen vékonyka kis szőrszál jellegűvé fejlődnek, míg azon részeken, ahol színes a lepke, normál, lapított pikkelyek jönnek létre.

„A Greta oto egyszerűen kevesebb pikkelykét fejleszt, és ezek egy részét is egészen eltérő, szőrszál-szerű alakban növeszti meg” – magyarázta Patel. Azonban ez csak egy része az átlátszóság problémájának, ne feledkezzünk el arról se, hogy az üveg is csillog, tükörszerűen visszaveri a fényt. A lepke szárnyai azonban ezt is elkerülik, mégpedig, ahogy Pomerantz vizsgálataiból kiderült, olyan változásokkal, amelyek a szárny membránjának nanoszerkezetét érintik. Ezeknek köszönhetően a fény nem visszaverődik a felületről, hanem átmegy a szárnyon.
„A lepkék több tízmillió éve felfedezték a csillogásmentesítés módszerét, mi emberek pedig az üvegfelületeink modern tükrözésgátló technológiáira vagyunk büszkék” – tette hozzá Patel.

Ezeken felül a szárnyakat egy leheletfinom viaszréteg is bevonja, ez is hozzájárul ahhoz, hogy áttetszőbbek legyenek. A réteg eltávolítása után sokkal fénylőbb, tükrözőbb lett a szárny. A viaszos anyag vizsgálata szerint ez egy olyan alkánvegyületben gazdag, amelyről eddig azt hitték, csak a rovarok kiszáradása elleni védelemben van szerepe.

A kutatók a későbbiekben az áttetsző szárnyak evolúcióját is szeretnék majd megvizsgálni, és még részletesebben feltárni a nanoszerkezeteket, amelyeket leutánozhatunk, és emberi célokra is alkalmazhatunk majd.