شارك
الرئيسية
2 دقائق 
على عكس العديد من الحشرات التي لها ألوان زاهية، والتي تكتسب ألوانها بسبب الصبغات فقط، فإن ألوان الفراشات المميزة لها مصدر خاص: البنية الدقيقة وترتيب الحراشف المجهرية على أجنحتها. توفر هذه الحراشف الصغيرة التقزّح اللوني للفراشات (التقزّح اللوني هو ظاهرة تسمح لبعض السطوح بتغيير لونها عند النظر إليها من زوايا مختلفة)، بالإضافة إلى أنها تحافظ على درجة حرارة الجسم وتحمي الفراشات من الظروف الجوية.
تقنية جديدة لتصوير كيفية نمو أجنحة الفراشات الملونة
صمم علماء من «معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا» لأول مرة طريقة لمشاهدة وتسجيل تلك الحراشف المجهرية أثناء نموها عندما ترتّب نفسها على فراشة نامية داخل شرنقتها. قام الفريق بتربية فراشات من نوع «السيدة المصبّغة» (اسمها العلمي «فانيسا كاردوي») في انتظار أن تغلف اليرقات نفسها في شرانقها. بمجرد أن بدأت عملية التحول، فتح الفريق الشرانق وغطوا الفتحات بغطاء زجاجي، مما سمح لهم بمشاهدة نمو الأجنحة من خلال تلك الفتحات. سجل الفريق بالفيديو نمو حراشف الأجنحة من البداية إلى النهاية، ونشر النتائج التي توصل إليها في دورية «وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم» (Proceedings of the National Academy of Sciences).
حراشف الفراشات هي بنى مجهرية معقدة، لكن معظم ما هو معروف عن تكوينها يعتمد على الصور الثابتة لأجنحة الفراشات أثناء عملية النمو أو بعد اكتمالها. أدرك العلماء أنهم بحاجة إلى رؤية أوضح وأشمل لمراحل نمو أجنحة الفراشات لفهم آلية عمل الحراشف.
قال «ماتياس كولي» المؤلف المشارك للورقة الجديدة والمهندس الميكانيكي في بيان: «توفر الدراسات السابقة صوراً ملفتة لمراحل محددة من نمو الأجنحة. لكن للأسف، لا تبين هذه الصور ما يحدث أثناء نمو البنى الحرشفية بشكل مستمر وبالترتيب»، وأضاف: «كنا بحاجة لرؤية المزيد لنفهم العملية بشكل أفضل».
استخدم الفريق لتصوير هذه العملية المتسلسلة المستمرة آلية «الفحص المجهري لمرحلة انعكاس ارتباط البُقيعات»، وهي تقنية تصوير تعتمد على الضوء، يُطبّق فيها حقل مشتت من بقع ضوئية على الهدف. يمكن أن تتسبب حزم الضوء العريضة المركزة في إتلاف خلايا أجنحة الفراشة الحساسة، ولكن هذه الطريقة تولّد صوراً مفصلة ثلاثية الأبعاد للحراشف دون المخاطرة بإتلافها. يشبّه «بيتر سو»، المؤلف المشارك في الورقة الجديدة والمهندس الحيوي آلية الفحص المجهري بالحقل البقعي بـ «آلاف اليراعات التي تولد حقلاً من النقاط المضيئة».
ترتيب دقيق على مستوى نانوي
وجد العلماء بفضل تقنية التصوير عالي الدقة التي طبقوها أن خلايا حراشف الفراشات تترتب بسرعة في صفوف خلال أيام من تشكل الشرنقة. تطورت الخلايا إلى حراشف غطائية تقع فوق الجناح، أو حراشف تحتية تنمو تحته. مع استمرار نمو الخلايا، توقع فريق البحث أن تتجعد كل خلية وتضغط، مثل الأكورديون. بدلاً من ذلك، أخذت الخلايا شكلاً متموجاً، مثل التموجات على الأسطح المعدنية للمنازل.
يأمل المؤلفون في التحقيق في آلية تشكل هذه التموجات بشكل أكبر، وذلك بهدف استخدام حراشف الفراشة كمصدر إلهام لتصميم مواد جديدة. تتميز حراشف الفراشات بخصائص رائعة أخرى مثل مقاومة الماء والقدرة على تنظيم درجة حرارة جسم الفراشة. قال «أنتوني مكدوغال»، المؤلف الرئيسي للورقة والمهندس الميكانيكي، إن فهم آلية تشكل الحراشف يمكن أن يساعد في «تطوير آليات للتنظيف الآلي وتلوين السيارات والمباني. الآن يمكننا التعلم من قدرة الفراشات على التحكم البنيوي في هذه المواد المعقدة ذات البنية النانوية الدقيقة».