De sommerfuglvinger tiltrekke seg lyse farger og den smidige bevegelsen som kjennetegner dem. Likevel, det aspektet som burde overraske deg mest er ikke så mye det estetiske, men snarere det funksjonelle gitt at de, takket være deres form og struktur, er perfekte verktøy ikke bare for å fly, men også for termoreguleringkommunikasjon av signaler om forsvar eller tiltrekning av partneren og til og med for motstand mot patogener. Forskere tror at forskjellige habitater, rovdyr og intraspesifikke forhold var de selektive årsakene som virket på utviklingen av formen og fargene på vingene til disse insektene. Alle Lepidoptera, både sommerfugler og møll, har to par vinger sammensatt av et dobbelt membranaktig lag, forsterket av en forgrening av ribber: litt som en drage. De membraner er dekket av tusenvis av mikroskalaer så mye at selve navnet på Lepidoptera stammer fra den greske lepís ‘skala’ og pterón ‘vinge’, derfor dyr med vinger dekket av skjell. Disse mikrostrukturene som dekker vingen gir den egenskaper antirefleksvarmeabsorpsjonskapasitet, hydrofobitet og mye mer. Det uhåndterlige «pulveret» som blir igjen på fingrene våre hvis vi prøver å ta tak i en sommerfugl, er nettopp belegget av skjell. Men vær forsiktig! Nettopp derfor, vingene skal aldri røres fordi det skal veldig lite til for å ødelegge dem, og dømme dyret til døden.
Hvordan fargene på sommerfuglvingene dannes: skjellene
De forskjellige fargene stammer frafarge og mikrostruktur sammen av de enkelte flakene. Noen pigmenter som finnes i skalaene absorberer selektivt visse bølgelengder av lys, og samtidig fungerer rekken av nanostrukturer som karakteriserer hver enkelt skala (rygger, lameller, mikroruhet) som diffraksjonsgitter det vil si som et slags prisme som er i stand til å skille lys i dets farger.
Faktisk fremhevet en studie fra 2024 dynamiske optiske egenskaper til skalaer: visse reflekser avhenger av vingens helning og følgelig av alle skalaene. Hos noen arter resulterer fargene mindre strålende når vingen er i vertikal posisjon kontra når den er i horisontal posisjon.
På denne måten, når vi ser vinger med gult, oransje og rødt, betyr det at både dekk- og baseskalaene som finnes på vingen inneholder absorberende pigmenter som er selektive for den spesifikke bølgelengden. Den blå fargen kommer fra utforming av skalaene og ved overlapping av skalaer med forskjellige former. De hvit i stedet stammer det fra det faktum at både de dekkende skalaene til vingen og de som danner grunnlaget er blåmen siden de er lagt over hverandreer det optiske resultatet en svak hvitaktig farge.
Funksjonene til designene og ulike farger
Hver gruppe sommerfugler har en farge og en vingedesignskjemaså mye at den regnes blant de særegne kjennetegnene nettopp for klassifiseringen av arten. Farge har flere artsspesifikke funksjonelle betydninger. For eksempel tilsvarer kombinasjonen av rødt, gult eller svart ofte signaler toksisitet eller ufordøyelige for alle rovdyr: dette er hva de kalles aposematiske fargeret navn som også i dette tilfellet stammer fra det greske («apo», far og «sema», signal). Flott formet design øye på vingene til noen arter pleier å skremme rovdyret. Noen farger lar dyret kamuflere perfekt med det omkringliggende miljøet; atter andre til å gjenkjenne partneren til samme art.
Et perfekt system for termoregulering
Vingene bidrar også effektivt til mekanismen til termoregulering av sommerfuglen takket være en kombinert effekt av fargen og posisjonen de inntar. De får maksimum av eksponering for solstråling når vingene er helt åpen og horisontal litt som solcellepaneler og minimum når de er lukket og i vertikal posisjon. Det har blitt observert i noen eksperimenter at lukking av vingene resulterer i en spredning på opptil 20 % av brysttemperaturen ved overskuddsvarme.
Slike sommerfugler Pieris i stedet bruker de en bestemt posisjon av vingene for å favorisere eksponering for solen ved refleksjon, for å formidle stråling mot kroppen, som bekreftet av studier fra 1980-tallet. Selv fargelegging av hele vingeoverflaten påvirker mekanismene for varmeakkumulering eller spredning. For eksempel alltid fra studiet av kjønn Pieris det viste seg at den svarte (melaniske) fargen i de ytterste områdene av vingen, mot kantene, konsentrerer absorpsjonen av stråling i den perifere delen og senker kroppstemperaturenmens svarte porsjoner plassert i andre områder av vingene hjelper de med å varme opp kroppen.
Hvordan strukturen og formen til vingene bestemmer flukt
Størrelsen, formen og igjen mikroskalaene til vingene gir sommerfuglen en perfekt funksjonalitet under flyging. Vektene er ordnet etter et aerodynamisk mønster som favoriserer flyløftaltså den aerodynamiske kraften som presser seg oppover og lar en reise seg og støtte seg i flukt.
Vingene er koblet til thorax via en mekanisme spak. Vingeflaten til sommerfuglen er veldig stor sammenlignet med kroppen: tenk at hunnene til dronning Alexandra sommerfuglen (Ornithoptera alexandrae) som bor i Papua Ny-Guinea når et vingespenn på ca 25–28 cm, garanterer den rekorden for den største sommerfuglen i verden. Til tross for denne uoverensstemmelsen mellom kroppsstørrelse og vingestørrelse, er sommerfugler utstyrt med evner som lar dem kontroller hver enkelt vingeklaff med et mye mer effektivt system til og med enn en øyenstikker. Dette sofistikerte systemet lar sommerfugler opprettholde stabil flyt selv i nærvær av vindkast.
Vingemikrostrukturer med vannavvisende og antibakteriell funksjon
Skalaene som dekker vingene observert under Scanning Electron Microscope (SEM) har en «trapp» ultrastruktur som fremmer en vannavvisende og antibakteriell virkning. I utgangspunktet vanndråpene de klarer ikke å holde seg og de glir raskt på overflaten av vingen, og tar med seg mikropartikler av skitt eller bakterier. Overflatene er satt sammen av materialer som f.eks kitin som også har egenskaper hydrofobisk, det vil si at de avviser vann og den kombinerte effekten mellom komposisjon og struktur gir det en markant effekt avvisende og selvrensende egenskaper. I følge nyere forskning ville faktisk stigestrukturen, kombinert med vannavstøtende evne, gjøre det vanskelig for bakterier å feste seg til overflaten av vingene og reprodusere seg.
