Znanstveniki so prvič doslej na video posnetku ujeli rast metuljevih kril v krizali

v odlični formi , Naslikana samica metulja pristane na roži. Svetle mavrične barve njegovega perja ne izvirajo iz pigmentnih molekul, temveč iz strukture perja. Hitinske luske v bistvu tvorijo difrakcijsko rešetko za določene valovne dolžine svetlobe.

eno od naslednjih najbolj znane pesmi Začne se s poklonom fenomenu iridescence Gerarda Manleyja Hopkinsa. To je v Hopkinsovi pesmi predstavljeno s pisanim perjem vodomcev in kačjih pastirjev, mavrico pa najdemo tudi v krilih cikad in metuljev, nekaterih vrstah hroščev in živobarvanem perju samcev pava. Zdaj je skupina raziskovalcev na MIT prvič na video posnetku posnela edinstveno strukturno rast metuljevih kril – nenehno, ko se metulj razvija v svoji krizali. Raziskovalci opisujejo svoje ugotovitve v novem članku, objavljenem v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences.

Kot sem že pisala, svetle mavrične barve v krilih metulja ne izvirajo iz molekule pigmenta, temveč iz strukture kril. To je naravni primer tega, kar imenujejo fiziki fotonski kristal, Luske hitina (polisaharida, ki je običajen za žuželke) so razporejene kot strešniki. V bistvu naredijo a difrakcijska rešetkaRazen , fotonski kristali proizvajajo le določene barve ali valovne dolžine svetlobe, medtem ko bo difrakcijska rešetka ustvarila celoten spekter, podobno kot prizma.

Fotonski kristali, znani tudi kot materiali s fotonskim pasovnim razmikom, so “nastavljivi”, kar pomeni, da so natančno urejeni tako, da blokirajo določene valovne dolžine svetlobe skozi druge. Spremenite strukturo tako, da spremenite velikost ploščic, in kristali postanejo občutljivi na drugačno valovno dolžino. (Pravzaprav mavrična pršica lahko nadzoruje Koliko hitina se porabi za prilagoditev velikosti njegovih lusk in teh barv po potrebi.)

Še bolje (z vidika uporabe), zaznavanje barv ni odvisno od zornega kota. In tehtnice niso samo za estetiko; Pomagajo zaščititi žuželke pred elementi. obstaja veliko vrst umetnih fotonskih kristalov, vendar bi pridobivanje boljšega in podrobnejšega razumevanja, kako se te strukture razvijajo v naravi, lahko znanstvenikom pomagalo pri oblikovanju novih materialov s podobnimi lastnostmi, kot so mavrična okna, samočistilne površine za avtomobile in zgradbe ali celo nepremočljiva oblačila. Papirna valuta lahko vključuje šifrirane mavrične vzorce za preprečevanje ponarejanja.

READ  Dolgo izgubljeni fragment Stonehenga razkriva kamnita zrna, stara skoraj 2 milijardi let

Od prve dokumentacije o razvoju omenjenih kril leta 1938 so metuljeva krila že dolgo navduševala znanstvenike. Zdaj imamo veliko bolj napredne tehnike slikanja, ki dodatno osvetljujejo ta zapleten proces. ,prejšnje študije Zagotavljanje prepričljivih posnetkov na izbranih stopnjah razvoja; Na žalost ne razkrivajo neprekinjenega časovnega okvira in zaporedja dogajanja, ko strukture obsega rastejo.” Je dejal soavtor Mathias KolleStrojni inženir na MIT. “Moramo videti več, da to bolje razumemo.”

Velike, prekrivajoče se luske v rdeči in zeleni barvi začnejo oblikovati svoje anatomske podrobnosti.
v odlični formi , Velike, prekrivajoče se luske v rdeči in zeleni barvi začnejo oblikovati svoje anatomske podrobnosti.

Anthony McDougall / Sungsome Kanno

Ekipa je pobrala serije naslikanih samic metuljev (Vanessa CarduiV laboratoriju pozorno spremljajte ličinke, ki so nameščene v posamezne posode, dokler ličinke ne stopijo kože. Ko so se gosenice zaprle v krizalo in se je začela končna metamorfoza v metulje, so se raziskovalci lotili snemanja procesa. Zanašal se je na nekatere kirurške metode, da bi dobil notranji pogled na razvoj perja v lutki.

Najprej so raziskovalci razkrili prednja krila tako, da so s skalpelom odstranili del kožice; Za ta poseg je bila lutka anestezirana. Nato so na izrezano območje z bioadhezivom namestili tanko stekleno prekrivno steklo in ga zapečatili z ročno zobno polimerno svetilko.

Za upodobitev zadnjih kril je ekipa MIT zgrabila kožico in prednja krila ter jih obrnila v smeri glave. Zadnje in prednje krilo sta bila ločena s trakom zobnega kompozita. Raziskovalci so ponovno uporabili stekleno steklo za zaščito izpostavljenega krila in zagotovili okno v chrysalis, ki je okno zatesnilo z zobnim kompozitom.

(zgoraj levo) Tipično SEM slikanje razvoja lusk na krilih metulja.  (zgoraj desno, spodaj) Kvantitativno fazno slikanje podrobneje prikazuje različne lestvice.
v odlični formi , (zgoraj levo) Tipično SEM slikanje razvoja lusk na krilih metulja. (zgoraj desno, spodaj) Kvantitativno fazno slikanje podrobneje prikazuje različne lestvice.

Anthony McDougall / Sungsom Congo

Vendar pa so raziskovalci potrebovali posebno vrsto slikanja, da bi zajeli tvorbo kril, saj lahko sijaj širokega svetlobnega snopa na krilo poškoduje celice. Rešitev: spekle-korelacija refleksna fazna mikroskopija, ki vključuje sijaj več majhnih pik svetlobe na določenih točkah na krilu.

READ  FAA odobrila prototip vesoljske ladje SpaceX za tretji poskus izstrelitve in pristanka

“Pegasto polje je kot tisoč kresnic, ki proizvajajo polje svetlobnih pik,” Soavtor Peter So je dejal, eden od treh strokovnjakov za to vrsto slikanja, ki so sodelovali pri poskusih. “S to metodo lahko izoliramo svetlobo, ki prihaja iz različnih plasti, in rekonstruiramo informacije za učinkovito preslikavo strukture v 3D.”

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Read also x