作者:徐锐 来源: 中国科学报 发布时间:2021-6-24
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谁为它插上“隐形的翅膀”

透翅蝶可以达到近乎隐形的效果。 图片来源:AARON POMERANTZ

 

本报讯 在巴拿马雨林中,美国加州大学伯克利分校综合生物学家Aaron Pomerantz搭了一个小帐篷。这是他的临时野外实验室,里面装备了显微镜、化学试剂和其他实验室设备。

有时,天气炎热,Pomerantz要努力避免汗水污染脆弱的鳞翅目动物标本。他在寻找一种拥有“隐形翅膀”的透明蝴蝶——宽纹黑脉绡蝶(俗称透翅蝶)。

这种罕见的蝴蝶“就像雨林中的幽灵”。现在,Pomerantz及其博士导师Nipam Patel不仅找到了透翅蝶,还解开了一个谜团,即透翅蝶的翅膀是如何变透明的。

透明翅膀这一罕见特点有助于透翅蝶躲避捕食者。与其他拥有透明翅膀的物种(如蜻蜓)相比,透翅蝶更擅长在不被注意的情况下在雨林中飞翔,因为它们的翅膀在阳光下既不发光,也不闪烁。

蝴蝶的翅膀由一层薄薄的膜质天然聚合物——壳多糖组成,其上通常被类似瓷砖的微小鳞片覆盖。

研究小组发现,透翅蝶翅膀不仅鳞片较少,而且其中许多鳞片还转化为刚毛,使光更容易透过翅膀。通过电镜扫描,Pomerantz还发现,这些刚毛之间被称为纳米柱的小丘为一层蜡所覆盖。

Pomerantz说,纳米柱似乎有助于减少强光。这种强光通常在光线照射到物体表面并以相同的角度反射出去时产生,就像光在镜子上反射一样。而这些纳米柱使翅膀表面变得“粗糙”,能从多个角度反射光线,从而分解强光反射。相关研究近日发表于《实验生物学杂志》。

此外,蜡质涂层减缓了透过翅膀的光线的速度。这种速度的降低减弱了光线对翅膀上鳞片的影响,进一步减少了反射光。Pomerantz表示,剥离蜡质涂层和纳米柱后,翅膀会变得闪闪发光。

专家认为,该成果可以帮助研究人员有效地将光线导入太阳能电池板,并为相机或眼镜制造出更便宜的防反光镜片。但目前,Pomerantz和Patel希望先集中精力研究透翅蝶是如何从其翅膀不透明的祖先进化而来的,并利用基因组学来鉴定关键基因。(徐锐

相关论文信息:https://doi.org/10.1242/jeb.237917

 

《中国科学报》 (2021-06-24 第1版 要闻)
 
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