เว็บตรงปีกผีเสื้อที่บางและละเอียดอ่อนช่วยให้ไม่ร้อนเกินไป

ปีกผีเสื้อที่ละเอียดอ่อนนั้นดูเท่ห์ – แท้จริงแล้วต้องขอบคุณเว็บตรงโครงสร้างพิเศษที่ปกป้องพวกมันจากความร้อนสูงเกินไปในแสงแดด  ภาพความร้อนใหม่ของผีเสื้อแสดงให้เห็นว่าส่วนที่มีชีวิตของปีก ซึ่งรวมถึงเส้นเลือดที่ลำเลียงเลือดของแมลง หรือฮีโมลิมฟ์ และแผ่นแปะกลิ่นหรือแผ่นแปะกลิ่นที่ตัวผู้ใช้ในการปลดปล่อยฟีโรโมน — ปล่อยความร้อนมากกว่าเกล็ดที่ตายแล้วโดยรอบ ทำให้พื้นที่อยู่อาศัยเย็นลง

การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของอุณหภูมิร่างกายอาจส่งผล

ต่อความสามารถในการบินของผีเสื้อ เนื่องจากกล้ามเนื้อบริเวณทรวงอกต้องอุ่นเพื่อให้แมลงสามารถกระพือปีกได้เร็วพอที่จะบินขึ้น แต่เนื่องจากปีกนั้นบางมาก มันจึงร้อนเร็วกว่าทรวงอกและอาจร้อนมากเกินไปอย่างรวดเร็ว

ผู้คนอาจคิดว่าปีกผีเสื้อที่ปกคลุมไปด้วยเกล็ดนั้น “เหมือนเล็บมือ ขนนก หรือขนของมนุษย์ ซึ่งไม่มีชีวิต” Nanfang Yu นักฟิสิกส์ประยุกต์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ( SN: 5/23/08 ) กล่าว . แต่ปีกยังมีเนื้อเยื่อที่มีชีวิตซึ่งจำเป็นต่อการอยู่รอดและการบิน และอุณหภูมิที่สูงจะทำให้แมลง “รู้สึกอึดอัด”

การถ่ายภาพความร้อนของปีกผีเสื้อ

ไคตินที่หนาเป็นชั้นๆ เหนือเส้นปีกผีเสื้อและแผ่นแปะกลิ่น บวกกับโครงสร้างนาโนในแพทช์ ทำให้เนื้อเยื่อมีการแผ่รังสีสูงกว่าบริเวณโดยรอบ (ตรงกลาง) ซึ่งหมายความว่าพวกมันจะปล่อยความร้อนมากขึ้นและส่งผลให้เย็นลง (ขวา)

NANFANG YU และ CHENG-CHIA TSAI

ลักษณะกึ่งโปร่งแสงของปีกผีเสื้อทำให้กล้องอินฟราเรดความร้อนแยกความแตกต่างระหว่างความร้อนจากปีกกับแหล่งพื้นหลังได้ยาก ดังนั้น Yu และเพื่อนร่วมงานจึงใช้เทคนิคการถ่ายภาพด้วยอินฟราเรดไฮเปอร์สเปกตรัมเพื่อวัดอุณหภูมิปีกและการแผ่รังสีความร้อนที่ความละเอียดระดับเดียวสำหรับผีเสื้อมากกว่า 50 สายพันธุ์

โครงสร้างนาโนรูปท่อและชั้นไคตินที่หนาขึ้น 

ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโครงกระดูกภายนอกของแมลง ปล่อยความร้อนส่วนเกินออกจากเนื้อเยื่อปีกที่มีชีวิต นักวิจัยรายงานวันที่ 28 มกราคมในNature Communications เส้นเลือดที่ปีกถูกปกคลุมด้วยชั้นไคตินที่หนากว่านั้น และแผ่นกลิ่นก็มีโครงสร้างระดับนาโนเหล่านั้น รวมทั้งไคตินเสริมด้วย วัสดุที่หนากว่าหรือกลวงจะแผ่ความร้อนได้ดีกว่าวัสดุที่บางและเป็นของแข็ง Yu กล่าว

โครงสร้างเหล่านี้ปกป้องปีกได้เพียงจุดเดียว กระตุ้นให้ผีเสื้อเคลื่อนตัวออกจากแสงจ้าถ้ามันร้อนเกินไป เมื่อนักวิจัยฉายแสงเลเซอร์ที่เกล็ดของปีก อุณหภูมิก็สูงขึ้น “แต่ผีเสื้อไม่รู้สึกถึงมันและพวกมันก็ไม่สนใจ” Yu กล่าว แต่เมื่อแสงให้ความอบอุ่นแก่เส้นเลือดของผีเสื้อมากเกินไป แมลงจะกระพือปีกหรือเคลื่อนตัวออกไป

ปีกผีเสื้อมีโครงสร้างที่มีชีวิต เช่น เส้นเลือดและแผ่นแปะกลิ่นที่ปล่อยความร้อนมากกว่าบริเวณรอบๆ ช่วยให้ปีกเย็นลงเมื่อแมลงอาบแดด

ทีมงานยังค้นพบว่าผีเสื้อบางตัวมีโครงสร้างที่ดูเหมือน “หัวใจ” ที่กำลังเต้นอยู่ในปีกของพวกมัน มันสูบฉีดเลือดไหลผ่านแผ่นกลิ่นของขนฮิคกอรี่เพศผู้ ( Satyrium caryaevorus ) และผีเสื้อลาย M สีขาว ( Parrhasius m-album ) และเต้นหลายสิบครั้งต่อนาที

ปีกจะต้องเบาเพื่อให้แมลงบินได้ดี ดังนั้นจึงน่าแปลกใจที่พบโครงสร้างดังกล่าวที่อยู่ตรงกลางของมัน Yu กล่าว การมีอยู่จริง “สามารถหมายความว่าหัวใจของปีกนี้มีความสำคัญมากต่อการทำงานและสุขภาพของแผ่นกลิ่น” เขากล่าวเว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง