Szárnyaik nanoszerkezete árulkodik a boglárkalepkék származási helyéről
Biró László Péter és kutatótársai új fejlesztésű, roncsolásmentes módszerrel vizsgálták a múzeumi példányokat – így az ehhez hasonló kutatásokhoz nincs többé szükség újabb lepkék befogására. A Nature Scientific Reports folyóiratban nemrég publikált tanulmány az MTA Energiatudományi Kutatóközpont és a Magyar Természettudományi Múzeum együttműködésével született meg.
A lepkék szemet gyönyörködtető színei alapvetően két forrásból származhatnak: festékektől és nanoarchitektúráktól. Előbbiek olyan anyagok, amelyek molekulái hullámhosszfüggő elnyelésre képesek a látható fény tartományában. A fotonikus nanoarchitektúrák ugyanakkor olyan, rendszerint háromdimenziós nanokompozitok, amelyekben méreteik és összetevőik optikai tulajdonságai miatt (törésmutató-különbség) a fehér fény bizonyos színű összetevői nem képesek terjedni, ezért visszaverődnek. Természetesen, összetett hatások is előfordulhatnak, ekkor a nanoarchitektúra és a festékanyagok együttesen hozzák létre a látott színt, vagy mintázatot.Jó példát adnak erre a jelenségre a Magyarországon is gyakori boglárkalepkék, hiszen a hímekre jellemző kék színt nem festékanyagok, hanem hasonló felépítésű, de fajra jellemző nanoarchitektúrák hozzák létre. Érdemes itt megjegyezni, hogy az a háromdimenziós „nanocsipke”, amely a boglárkahímek kék színének a forrása, a lepkék szárnyát borító számtalan apró pikkelyben – ahogy a köznyelv említi, a „hímporban” – alakul ki, mégpedig úgy, hogy minden egyes, az emberi hajszál vastagságával alig összemérhető szélességű pikkely „önállóan” állítja elő a saját színét.
A lepkékkel foglalkozó kutatóknak és a lepkegyűjtőknek ritkán adódik alkalmuk arra, hogy pontos és megismételhető mérések alapján száz évet és akár tízezer kilométert is átívelő módon hasonlítsák össze kedvenceik színeit. A Magyar Természettudományi Múzeum Lepkegyűjteményére alapozva az MTA EK MFA Nanoszerkezetek Osztály kutatói az elsők voltak, akik megvizsgálták az Ikarusz boglárkák (Polyommatus icarus) kék színének állandóságát több mint 100 évnyi időtartam alatt és Nyugat-Európától Kelet-Ázsiáig terjedő földrajzi távolságon. Az eredményekről beszámoló cikket a Nature Scientific Reports folyóiratban jelentették meg (Biogeographical patterns in the structural blue of male Polyommatus icarus butterflies).Megállapították, hogy a Magyarországon befogott Ikarusz boglárka hímek kékje száz év alatt sem változott meg, illetve a múzeumi körülmények között tárolt példányok kék színe sok évtizeddel a befogásuk után is megegyezik a frissen befogott példányok kékjével. Ennek alapján megvizsgálható volt, hogy a változatos klimatikus körülmények – a Brit szigetektől Kínáig és Skandináviától Szicíliáig – befolyásolják-e a kék szerkezeti színt. A Magyar Természettudományi Múzeum gyűjteményéből kiválasztott több mint 300 lepkét a kutatók egyenként megmérték egy általuk kifejlesztett módszert alkalmazva.
Egy ilyen jellegű feladatra kifejlesztett matematikai módszerrel, az ún. főkomponens-elemzéssel megvizsgálva valamennyi megmért példány színét, az állapítható meg, hogy az egyes lepkék színének megfelelő pontok egy nyeregszerű eloszlást mutatnak (lásd az alábbi ábrán), amelynek a gerince az Európát Ázsiától elválasztó vonalra esik úgy, hogy bal oldalon az európai egyedek találhatók, jobb oldalon pedig az ázsiaiak.A megvizsgált Ikarusz boglárka (P. icarus) hímek eloszlása a főkomponens-elemzés alapján. Az ábrázolás az első három főkomponens figyelembevételével készült
Az először elvégzett vizsgálatok megmutatták, hogy az Ikarusz boglárkák estében a hímek szerkezeti színenagy stabilitást mutat egy adott kontinensen belül, az élőhely klimatikus viszonyaitól függetlenüladott élőhelyen a szín hosszú időn keresztül (100 év) stabil és a megfelelően tárolt példányok színe is nagyfokú stabilitást mutata kontinensek közötti eltérések a jégkorszakok alatt kialakult lokális populációk jelenlétére utalnakTovábbá, az alkalmazott módszerek kiválóan alkalmasak lehetnek más múzeumi példányok pontos, kvantitatív elemzésre anélkül, hogy szükség lenne a vizsgált példányok roncsolására, vagy újabb példányok begyűjtésére.
