Прозрачность крыльев бабочек и мотыльков как защита от хищников

Прозрачные участки на крыльях могут не только помогать бабочкам и мотылькам скрываться, но и предупреждать хищников держаться от них подальше. К такому выводу пришло исследование, опубликованное в журнале eLife.

Результаты проливают новый свет на то, как у видов с частично прозрачными крыльями могла развиться мимикрия — подражание другим видам, уже обладавшим этой чертой. Также получены новые данные о крошечных структурах, пропускающих свет через крыло.

Помимо камуфляжа или прозрачных участков, бабочки и мотыльки используют яркие контрастные цвета, чтобы предупредить хищников о своей токсичности или неприятном вкусе. Эти предостерегающие окраски настолько эффективны, что их начинают имитировать даже безвредные виды. Хотя прозрачность обычно помогает слиться с окружением, некоторые виды эволюционировали, сочетая прозрачные участки с яркими предупреждающими цветами.

Методы и результаты исследования

Учёные использовали спектрофотометрию для измерения пропускания света через прозрачные участки у 62 видов. Компьютерное моделирование показало, что для птиц-хищников эти участки у разных видов выглядят очень похоже. Это указывает на конвергентную эволюцию — независимое развитие сходного полезного признака. Ранее этот процесс был известен для цветных узоров, но теперь впервые показан и для прозрачных участков.

С помощью цифровой и сканирующей электронной микроскопии команда изучила наноструктуры прозрачных участков. Крылья обычно покрыты цветными чешуйками, и для создания прозрачности их покрытие должно быть уменьшено. Исследование выявило большое разнообразие модификаций чешуек, которые контролируют прохождение света, а также неожиданное разнообразие наноструктур, покрывающих мембрану крыла. Эти наноструктуры значительно повышают прозрачность, ограничивая отражение света, и иногда сходны у неродственных видов-имитаторов, что также подтверждает конвергентную эволюцию.

Потенциальные издержки прозрачности

Авторы предполагают, что прозрачность может иметь свои издержки:

• Для видов, обитающих во влажных тропиках, прозрачные участки, вероятно, менее водостойки, чем непрозрачные.
• Возможны проблемы с терморегуляцией. Бабочки и мотыльки часто регулируют температуру тела с помощью крыльев, а пигментированные чешуйки важны для накопления тепла. Однако тот факт, что прозрачность неоднократно возникала в ходе эволюции, говорит о том, что её преимущества, вероятно, перевешивают эти издержки.

Вывод

Как заключает соавтор исследования Марианна Элиас, виды с прозрачными участками крыльев могут получать двойную защиту от хищников: на расстоянии прозрачность делает их менее заметными, а вблизи предупреждающая окраска сигнализирует об опасности.