Наноструктуры чешуи бабочек настолько мощны, что не выгорают под воздействием ультрафиолета солнечных лучей

В мире насчитывается около 17 500 видов бабочек. У каждого из них разная форма и очаровательно уникальная окраска крыльев, но как они этого достигают?

Ученые из Университета Шеффилда и Центральной лазерной установки, вероятно, нашли ответ. Недавно в журнале Nature Communications было опубликовано новое исследование, показавшее, что актин, белок чешуи бабочек, имеет решающее значение для организации красочных структур крыльев бабочек.

Ученые исследовали организацию F-актина во время развития чешуи крыльев неотропической бабочки Heliconius sara.

Используя мощные микроскопы с высоким разрешением, исследователи наблюдали, как актин смещается во время роста чешуи и формирования цвета, показывая, что актин имеет решающее значение для создания цвета бабочки, и, вероятно, это универсальный процесс. Более того, эксперименты по нарушению актина на более поздних стадиях развития привели к почти полной потере структурного цвета.

Изучая механизмы окраски крыльев бабочки, исследователи надеются получить представление о гораздо более широких областях формирования клеточной структуры, что может включать в себя потенциальное применение в зондировании и диагностике, что может иметь решающее значение для целого ряда технологий, включая медицину. Репликация этих актиновых структур также может предложить быстрые и эффективные решения, выходящие за рамки традиционных лабораторных подходов.

«Мне кажется удивительным, что во время метаморфозы бабочки способны создавать эти невероятно сложные структуры с таким замысловатым узором. Понимание того, как они это делают и как это контролируется механизмами внутри клетки, дало нам новое понимание того, как формируются биологические структуры в целом и как мы можем воспроизвести эти процессы», — объяснил доктор Никола Надо из Университета Шеффилда. Школа биологических наук.

«Как микроскопистам, участие в этом проекте было невероятно захватывающим: мы визуализировали чешую бабочки с беспрецедентным уровнем детализации. Это исследование не только предоставляет новую информацию о крошечных частях этих клеток, но также представляет собой инструмент для других ученых, заинтересованных в изучении подобных структур в других организмах», — добавила доктор Эстер Гарсия из Центрального лазерного центра STFC.

Крылья бабочки покрыты 200 000 крошечными чешуйками, похожими на перекрывающуюся черепицу, и большинство из нас воспринимают эти чешуйки как «пыль», которая стирается с кончиков пальцев или одежды. Сербские ученые нашли чешуйки бабочек настолько уникальными, что в 2015 году они придумали Теслаграмму и использовали ее как следующую революцию в кодировании безопасности.

Цвет крыльев бабочек обусловлен природой чешуек, которые они производят, но благодаря новому исследованию поистине завораживает тот факт, что именно актин является решающим веществом.

Удивительно, но их цвета могут выдерживать суровые условия окружающей среды, например, сильный прямой солнечный свет, поскольку в них нет пигментов, которые можно было бы обесцветить или повредить. Таким образом, лучшее понимание механизмов окраски бабочек определенно может открыть широкий спектр возможностей для разработки инновационных технологий, например, новых видов экологически чистых красок и покрытий.