В мире существует более 18 000 видов бабочек, демонстрирующих ошеломляющее разнообразие цветов и узоров на своих крыльях. В то время как крылья большинства бабочек окрашены в один или два основных цвета, некоторые редкие виды демонстрируют необычное сочетание цветов — фиолетовый и синий. Так существуют ли в природе фиолетовые и синие бабочки?
Крылья бабочек получают свой цвет от крошечных чешуек, которые покрывают крылья, как черепица на крыше. Эти чешуйки содержат пигменты, которые отражают определенные длины волн света, создавая цвет, который мы видим. Вот некоторые из наиболее распространенных пигментов:
Сочетание нескольких типов чешуек на одном крыле дает дополнительные цвета. Например, смесь желтых и синих чешуек дает зеленый цвет.
Это объясняет, как бабочки могут демонстрировать такой широкий спектр оттенков в разных узорах. Но это также иллюстрирует, почему определенные цветовые комбинации, такие как фиолетовый и синий, редки. Они требуют точного сочетания нескольких специализированных типов чешуек, которыми обладают лишь немногие бабочки.
Очень немногие виды бабочек во всем мире демонстрируют явную фиолетовую и синюю окраску. Вот некоторые из немногих, которые это делают:
Этот род бабочек с щетинистыми ногами включает более 20 в основном тропических видов. Как следует из их названия, они характеризуются в основном фиолетовыми верхними поверхностями крыльев, а также синими, черными и иногда зелеными отметинами. Нижняя часть крыльев, как правило, коричневая, что обеспечивает камуфляж, когда крылья закрыты. Вот несколько примеров:
Бабочка голубая морфо является одной из самых ярко окрашенных в мире. Ее верхние крылья переливаются электрическим синим с черным краем, а нижние крылья тускло-коричневые. Однако синий цвет не является результатом пигментации. Вместо этого он является результатом микроскопической структуры чешуек, которые преломляют свет, создавая синий оттенок. Существует более 30 видов Morpho, в основном встречающихся в Центральной и Южной Америке.
Этот род включает более 50 видов, встречающихся по всей Азии и в некоторых частях Африки и Австралии. Как следует из их названия, у них ярко-синие верхние поверхности крыльев, контрастирующие с зеленой нижней стороной. Одним из широко распространенных примеров является Udara dilecta, распространенная от Индии до Японии.
Если существуют фиолетовые и синие бабочки, почему больше видов не окрашены таким образом? Есть несколько причин:
Как упоминалось ранее, бабочки могут производить только определенные типы пигментов. В то время как меланины обеспечивают черный и оранжевый, а птеридины создают красные и желтые цвета, нет единого пигмента, который хорошо создает фиолетовые или синие оттенки. Только точное сочетание нескольких типов пигментов приводит к этим цветам. Такое сочетание биологически сложно воспроизвести.
Бабочки, такие как синяя морфо, используют физические структуры для рассеивания света в синие длины волн. Но это явление встречается редко и требует специализированной архитектуры чешуи. Большинству бабочек не хватает сложных наноструктур, необходимых для структурного получения синего цвета.
Яркие цвета повышают заметность для хищников. В результате естественный отбор часто благоприятствует тусклым, маскировочным цветам в крыльях бабочек. Исключением являются виды, которые эволюционировали, чтобы использовать свои яркие цвета в качестве предупреждающих сигналов о токсичности или неприятном вкусе. Однако эти стратегии выживания также не распространены.
Более темные цвета поглощают тепло лучше, чем светлые. Некоторые исследования показывают, что бабочки полагаются на это свойство, чтобы регулировать температуру тела для оптимального полета. Следовательно, более светлые синие и фиолетовые оттенки могут быть менее термически подходящими для определенных сред, чем более темные меланические оранжевые и черные.
Хотя фиолетовые и синие бабочки встречаются редко, они не единственные бабочки с редкими цветами крыльев:
Эти прозрачные бабочки имеют в основном прозрачные крылья, усеянные небольшими черными или фиолетовыми пятнами по краям. Это помогает им маскироваться среди растительности и избегать внимания хищников.
Обычно ни один отдельный пигмент не создает настоящий, ярко-желтый цвет. Но некоторые травянисто-желтые бабочки, такие как маленькая желтая Eurema lisa, развили специализированные птеридиновые пигменты, чтобы добиться ярких желтых крыльев с черными краями.
Красный цвет также является редким для бабочек, присущим только некоторым тропическим видам, у которых достаточно пигментов птеридина для ярко выраженных красных оттенков. Несколько бабочек-златоглазок, например Atrophaneura varuna, демонстрируют блестящие алые крылья.
Даже если они редки в природе, можем ли мы искусственно создать фиолетовых и синих бабочек в лаборатории? Возможно, в будущем, хотя существуют значительные проблемы:
Сначала нам нужно будет расшифровать специфическую генетику, связанную с пигментом и структурным цветом крыльев бабочек. Сложные взаимодействия генов еще не полностью изучены.
Если бы генетические механизмы были раскрыты, нам понадобились бы генетические инструменты, способные точно изменять развитие крыльев бабочки. Наша текущая биотехнология недостаточно отточена для таких целенаправленных изменений.
Изменение цвета крыльев может непреднамеренно повлиять на другие аспекты развития, приспособленности или поведения бабочки. Обширное тестирование будет иметь решающее значение для предотвращения экологических проблем.
Некоторые утверждают, что искусственное изменение организмов исключительно по эстетическим причинам неэтично, особенно если это не решает важную проблему. Эти моральные возражения могут ограничить применение.
Хотя это и необычно, несколько избранных видов бабочек в тропических регионах демонстрируют необычное сочетание фиолетовой и синей окраски крыльев. Это является результатом либо специализированных комбинаций пигментов, либо структурных свойств чешуи. Яркие синие и пурпурные цвета остаются редкими у бабочек из-за ограничений выработки пигмента, распространенности камуфляжа и требований терморегуляции. Но достижения в области генетических знаний и биотехнологии могут однажды сделать возможным создание этих цветов, хотя все еще необходимо будет преодолеть значительные препятствия, связанные с осуществимостью, непреднамеренными последствиями и этикой. В конечном счете, редкость фиолетовых и синих бабочек делает их увлекательными примерами разнообразной палитры природы.