Contra un trozo de papel de construcción negro, las alas de la mariposa corazón de ganado macho se ven aún más negras que negras.
"Algunos animales han llevado el negro al extremo", dijo Alex Davis, un estudiante graduado en el laboratorio del biólogo de la Universidad de Duke Sönke Johnsen.
Las mariposas que estudian son de 10 a 100 veces más oscuras que el carbón, el asfalto fresco, el terciopelo negro y otros objetos negros cotidianos. Tan poco como el 0.06% de la luz que las golpea se refleja de nuevo en el ojo. Eso se acerca a los recubrimientos negros más negroshecho por humanos para ayudar a los paneles solares a absorber más energía del sol, o esa línea de telescopios para reducir la luz parásita.
Sin embargo, logran este efecto de captura de luz utilizando escamas de ala que tienen solo unas pocas micras de profundidad, solo una fracción del grosor de los revestimientos sintéticos más negros.
En un estudio en la edición del 10 de marzo de la revista Comunicaciones de la naturaleza , los investigadores de Duke informan que las mariposas ultra negras de regiones dispares del mundo parecen haber convergido en el mismo truco. El secreto para hacer negros tan oscuros y livianos, dicen, no es un exceso de melanina: el pigmentoresponsable de las plumas de un cuervo o el pelaje de un gato negro. Es una ilusión óptica creada por la estructura tridimensional de las escamas de las alas de las mariposas.
La luz entra en sus escalas, pero muy poca de ella rebota.
En el estudio, el profesor de Davis, Johnsen y Duke Fred Nijhout utilizó microscopía electrónica de barrido de alta resolución y simulaciones por computadora para examinar las estructuras microscópicas en las alas de 10 especies de mariposas ultra negras y cuatro mariposas negras o marrones oscuras de Central yAmérica del Sur y Asia.
Las alas de mariposa pueden verse lisas a simple vista. De cerca es una historia diferente. Magnificadas miles de veces, las alas de mariposa están cubiertas de escamas con una superficie de crestas y agujeros que canalizan la luz hacia el interior esponjoso de la escala. Allí, haces de tejido en forma de pilares dispersan la luz hasta que se absorbe.
Hasta hace poco, la explicación de las increíbles propiedades de absorción de la luz de algunas mariposas negras era que se debía a un patrón en forma de panal en los pequeños agujeros en la superficie de las escamas.
Pero el nuevo estudio sugiere "eso no importa", dijo Johnsen. Al observar las mariposas de cuatro subfamilias, la gama más amplia de mariposas ultra negras que se han examinado hasta la fecha, el equipo descubrió que otras ultra negraslas mariposas absorben cantidades similares de luz usando agujeros con una variedad de formas y tamaños, desde panales y rectángulos hasta un patrón de chevron.
Resulta que las diferencias clave entre las escamas negras ultra negras y las negras normales se encuentran en otra parte. Cuando miraron las alas de las mariposas bajo un microscopio electrónico, descubrieron que las escamas negras ultra negras y regulares tienen crestas paralelas en su superficie ypilares dentro. Pero las crestas y pilares son más profundos y gruesos en escamas ultra negras en comparación con escamas negras "normales".
Cuando el equipo imitaba diferentes escalas de alas en simulaciones por computadora, las escalas que carecían de la superficie estriada o de los pilares interiores reflejaban hasta 16 veces más luz. Eso sería como pasar de ultra negro a marrón oscuro, dijo Davis.
Esta arquitectura tridimensional es tan buena para tragar luz que las escamas ultra negras aún se veían negras incluso cuando estaban cubiertas de oro.
"Casi no puedes hacerlos brillantes", dijo Davis.
Negros profundos similares han aparecido en otros animales, como las arañas de pavo real y las aves del paraíso, que se sabe que reflejan tan solo el 0.05% de la luz visible.
Ninguna de estas bellezas naturales es tan oscura como los negros sintéticos más negros de la historia, que absorben más del 99.99% de la luz entrante usando "bosques" de nanotubos de carbono de entre 10 y 50 micras de alto. Pero lo que hace que las mariposas sean interesantes,Los investigadores dicen que rivalizan con la mejor nanotecnología para atrapar la luz, utilizando estructuras que son solo una fracción del grosor.
En última instancia, los hallazgos podrían ayudar a los ingenieros a diseñar recubrimientos ultra negros más delgados que reducen la luz parásita sin pesar las cosas, para aplicaciones que van desde camuflaje militar, para aviones furtivos que no se pueden ver por la noche o detectar por radar, hastaForrar telescopios espaciales destinados a estrellas débiles y distantes.
Aún no está claro por qué la coloración ultra negra apareció una y otra vez en el árbol genealógico de la mariposa, dijo Johnsen.
La negrura en las alas de muchas mariposas macho es más oscura que en sus contrapartes hembras, por lo que una teoría es que les ayuda a presumir ante posibles parejas. Las regiones negras siempre bordean manchas blancas, de color o iridiscentes, por lo que la ideaes posible que funcionen como un marco de imagen oscuro para que salten las manchas más brillantes.
"Los artistas han sabido durante mucho tiempo que el mismo color puede verse muy diferente en diferentes fondos", dijo Johnsen.
El siguiente paso, dijo Davis, es descubrir cuántas veces las mariposas han desarrollado alas ultra negras y determinar si esas especies tienen algo en común que pueda ayudar a explicar qué favoreció el cambio.
"¿Por qué ser tan negro?", Dijo Davis. "Creemos que es probable que sea una señal para los compañeros o tal vez un depredador. Pero hay muchas otras posibilidades, y esperamos aclarar eso".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Véronique Koch y Robin A. Smith. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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