Для охлаждения крыльев бабочки используют хитин, специальные нанотрубочки и гемолимфу.
Специальные сосудистые структуры в крыльях самцов Satyrium caryaevorus помогают им охлаждать свои запаховые органы. (Фото: Michael.PortrayingLife.com / Flickr.com)
Теплоизлучение крыльев бабочек разных видов. Сосуды и испаряющие феромоны участки излучают тепла больше, чем остальное крыло. (Фото: Nanfang Yu / Columbia University)
Открыть в полном размере
Чтобы взлететь, бабочке нужно в прямом смысле разогреться: если мышцы у неё будут недостаточно тёплыми, они просто не смогут сокращаться с той скоростью, которая нужна для полёта. Поэтому, если бабочка слишком сильно остыла – например, после холодной ночи – она выползает на солнце и греется. Но ведь греются у неё не только грудные мышцы, но и всё тело, и крылья тоже, причём крылья нагреваются быстрее мышц. И может получиться так, что к тому времени, когда мышцы будут готовы взлететь, как надо, крылья окажутся перегретыми.
Хотя крылья бабочек кажутся нам неживыми – в том же смысле, в каком неживыми являются птичьи перья или наши ногти – в них всё-таки есть участки живой ткани: это сосуды, пронизывающие крыло, по которым течёт гемолимфа (аналог крови у насекомых), и так называемые андроконии – группы специализированных чешуек, которые испаряют феромоны. Перегрев для живых зон крыла был бы некстати. Но у бабочек есть некоторые хитрости, которые позволяют охладить перегретое крыло.
Исследователи из Колумбийского университета вместе с коллегами из других научных центров разработали специальный метод, с помощью которого можно было оценить теплоизлучение в разных точках крыла бабочки (обычная инфракрасная камера здесь не подходила – она не могла даже отличить теплоизлучение крыла от теплоизлучения фона). Новый метод опробовали на бабочках 50 видов, и оказалось, что живые зоны крыльев у них покрыты особыми трубчатыми наноструктурами, которые служат как бы радиатором; кроме того, и сосуды, и пахучие участки несут более толстый слой хитина, который тоже помогает рассеивать тепло.
Кроме того, как говорится в Nature Communications, у некоторых бабочек обнаружилась ещё и добавочная система охлаждения: так, у самцов голубянок Satyrium caryaevorus и Parrhasius m-album в крыльях есть сосудистая структура, которая прокачивает кровь через пахучие органы – эти сосуды сокращаются несколько десятков раз в минуту. Такое псевдосердце в крыльях делает их тяжелее, но бабочки, видимо, готовы смириться с дополнительной тяжестью в крыле, лишь бы не дать ему перегреться и не дать испортиться собственному источнику феромонов.