Mavrični metulji
Zgornja stran kril metulja vrste Heliconius sara je ob trupu svetlikajoče se modra, preostanek kril je črn, v zgornjem paru kril pa imajo še bele lise. Črno obarvanje je posledica pigmentov v luskah, modro svetlikajoča se, odvisno od kota opazovanja - torej iridescentna - so zaradi fotonskih nanostruktur, ki so zmožne razpršiti svetlobo. Optične lastnosti nanostruktur so dobro raziskane, manj pa je znano o njihovem nastanku in razvoju na ravni celic. Slednje je raziskala znanstvena skupina z Univerze v Sheffieldu, ki je izsledke raziskave predstavila v reviji Nature Communications.
Posamezna luska pri metuljih se razvije iz ene celice. Zgrajena je iz nediferencirane spodnje plasti in kompleksne zgornje plasti, ki je prekrita z vzdolžnimi vzporednimi grebeni. Grebeni so zgrajeni iz proteina aktina, ki v času razvoja metulja polimerizira v filamente, ti pa se med seboj prečno povezujejo v snope, med katere se nalaga hitin.
Z uporabo elektronske mikroskopije so raziskovalke in raziskovalci analizirali strukturo obarvanih in neobarvanih lusk odraslih metuljev vrste Heliconius sara. Ugotovili so, da so strukturne razlike med obema tipoma lusk minimalne. Na osnovi tega so sklepali, da imajo pri obarvanju kril vlogo majhne strukturne spremembe v luskah. Določili so, da so grebeni obarvanih lusk gostejši zaradi tesneje spakiranih snopov aktinskih filamentov. To je ključno za odbojnost svetlobe in posledično iridescentno obarvanost lusk. Poleg tega so grebeni obarvanih lusk nekoliko širši in bolj številčni kot pri temnih luskah.
S superresolucijsko mikroskopijo je raziskovalna skupina spremljala preurejanje citoskeleta v celicah lusk v času metamorfoze in razvoja metuljev, pri čemer jih je zanimala zlasti organizacija snopov aktina. Ugotovili so, da se aktinski filamenti med razvojem lusk pri metuljih stalno prerazporejajo, kar je ključno za tvorjenje nanostruktur, udeleženih pri obarvanju.
Direktno vpletenost aktina pri tvorbi optičnih nanostruktur so preverili s citohalazinom D, ki inhibira polimerizacijo aktina in tako onemogoča njegovo dinamično prerazporejanje. Citohalazin D so vbrizgali v bube metuljev. Pri metuljih, ki so se razvili iz bub z vbrizganim citohalazinom D, so opazili, da prednja krila niso odsevala iridescentno, pri čemer so bila celotna krila temnejša kot pri kontrolni skupini. Luske metuljev, pri katerih so kemijsko posegli v dinamiko aktina, so analizirali še z elektronsko mikroskopijo. Ugotovili so, da citohalazin D onemogoči tvorbo večplastnih grebenov. Razdalja med grebeni je spremenjena, s tem pa tudi obarvanost kril.
Nad barvami metuljev se je navduševala Gaja.
Dodaj komentar
Komentiraj