Miről is árulkodnak a boglárkalepkék szárnyainak nanoszerkezete?

A lepkék szemet gyönyörködtető színei alapvetően két forrásból származhatnak: festékektől és nanoarchitektúráktól. A festékek olyan anyagok, amelyek molekulái hullámhosszfüggő elnyelésre képesek a látható fény tartományában. A fotonikus nanoarchitektúrák ugyanakkor olyan, rendszerint háromdimenziós nanokompozitok, amelyekben méreteik és összetevőik optikai tulajdonságai miatt (törésmutató-különbség) a fehér fény bizonyos színű összetevői nem képesek terjedni, ezért visszaverődnek. Természetesen, összetett hatások is előfordulhatnak, ekkor a nanoarchitektúra és a festékanyagok együttesen hozzák létre a látott színt, vagy mintázatot.
Jó példát adnak erre a jelenségre a Magyarországon is gyakori boglárkalepkék, hiszen a hímekre jellemző kék színt nem festékanyagok, hanem hasonló felépítésű, de fajra jellemző nanoarchitektúrák hozzák létre. Érdemes itt megjegyezni, hogy az a háromdimenziós „nanocsipke”, amely a boglárkahímek kék színének a forrása, a lepkék szárnyát borító számtalan apró pikkelyben – ahogy a köznyelv említi, a „hímporban” – alakul ki, mégpedig úgy, hogy minden egyes, az emberi hajszál vastagságával alig összemérhető szélességű pikkely „önállóan” állítja elő a saját színét.

Ez egy, még nem teljesen feltárt, úgynevezett önszerveződési folyamat során történik a hernyó bábállapotában, amikor a pikkelysejt által előállított fehérjék „maguktól” felépítik ezt a nanocsipkét. Mégis, az egyes pikkelyek színe gyakorlatilag megegyezik! Sőt, nemcsak egy adott lepkeegyed pikkelyeinek színe egyezik meg, hanem az egyes populációkban előforduló színek is nagyon szűk tartományba esnek, a változás alig ± 5 százalék az egyes példányok között. Ennek oka, hogy a kék szín fontos szerepet játszik a párválasztásban.
Színekről és színárnyalatokról jól el lehet vitatkozni, ha nem pontos műszeres mérések alapján hasonlítják össze azokat. A lepkékkel foglalkozó kutatóknak és a lepkegyűjtőknek ritkán adódik alkalmuk arra, hogy pontos és megismételhető mérések alapján száz évet és akár tízezer kilométert is átívelő módon hasonlítsák össze kedvenceik színeit. A Magyar Természettudományi Múzeum Lepkegyűjteményére alapozva az MTA EK MFA Nanoszerkezetek Osztály kutatói az elsők voltak, akik megvizsgálták az Ikarusz boglárkák (Polyommatus icarus) kék színének állandóságát több mint 100 évnyi időtartam alatt, Nyugat-Európától Kelet-Ázsiáig terjedő földrajzi távolságon. Az eredményekről beszámoló cikket a Nature Scientific Reports folyóiratban jelentették meg (Biogeographical patterns in the structural blue of male Polyommatus icarus butterflies).
Megállapították, hogy a Magyarországon befogott Ikarusz boglárka hímek kékje száz év alatt sem változott meg, illetve a múzeumi körülmények között tárolt példányok kék színe sok évtizeddel a befogásuk után is megegyezik a frissen befogott példányok kékjével. Ennek alapján megvizsgálható volt, hogy a változatos klimatikus körülmények – a Brit szigetektől Kínáig és Skandináviától Szicíliáig – befolyásolják-e a kék szerkezeti színt. A Magyar Természettudományi Múzeum gyűjteményéből kiválasztott több mint 300 lepkét egyenként mérték meg a kutatók, erre egy általuk kifejlesztett módszert alkalmaztak.

A legújabb vizsgálatok megmutatták, hogy az Ikarusz boglárkák estében a hímek szerkezeti színe a következőket mutatták meg:
– nagy stabilitást mutat egy adott kontinensen belül, az élőhely klimatikus viszonyaitól függetlenül
– adott élőhelyen a szín hosszú időn keresztül (100 év) stabil és a megfelelően tárolt példányok színe is nagy fokú stabilitást mutat
– a kontinensek közötti eltérések a jégkorszakok alatt kialakult lokális populációk jelenlétére utalnak
Az alkalmazott módszerek kiválóan alkalmasak lehetnek más múzeumi példányok pontos, kvantitatív elemzésre anélkül, hogy szükség lenne a vizsgált példányok roncsolására, vagy újabb példányok begyűjtésére.