چگونه حشرات خود را رنگ? کریستال تحت پوشش سوسک کشف میریزد نور

جهان پر است از رنگ و چند گروه از حیوانات به عنوان رنگارنگ به عنوان حشرات. از دراماتیک سیاه و سفید و زرد راه راه از زنبورهای و قابل توجه لکه های کفشدوزک ها به خیره کننده فلزی شین جواهر سوسک و حشرات نشان می دهد یک آرایه رنگارنگ از رنگ ها و الگوهای نوری اثر است.

اما دقیقا به همین دلیل حشرات آنقدر رنگارنگ نیست, همیشه روشن است. چگونه و چه زمانی حشرات تکامل رنگ ها و نقش آنها همیشه یکسان است ؟ ما به تازگی کشف برخی چشمگیری حفظ آبی-رنگ سبز در مقیاس 13,000 سال fossilised سوسک شپشه. ما پیدا کردن منتشر شده در زیست شناسی حروف میریزد نور بر روی تکامل از پیچیده ترین رنگ-تولید سازه های شناخته شده در حشرات: 3D biophotonic کریستال.

تا زمانی که ما تا به حال تنها یکی از نمونه های چنین حفظ کریستال های فسیلی. جدید ما نمونه پشتیبانی از این ایده که 3D colour-تولید سازه ممکن است تکامل یافته اند به عنوان وسیله ای برای استتار و نه برای جلب توجه. اما از همه مهمتر این کشف نشان می دهد که این فسیل ممکن است بسیار شایع تر از ما قبلا فکر می کردم. این باز می شود تا پتانسیل بیشتری برای ما به یاد بگیرند که به مراتب بیشتر در مورد تکامل این “ساختاری رنگ” و biophotonic کریستال است که برای تولید آنها.

این مربوط به اینده صدایی سازه ها بخشی از یک خانواده از مواد که اغلب به طور منظم خود تکرار معماری در یک nanoscopic سطح. این ساختار اغلب قادر به پراکندگی طول موج خاص نور تولید به اصطلاح ساختاری رنگ که خاص خواص نوری. ما در مواجهه با این هر روز: رنگین کمان شین در یک دی وی دی با چرخش رنگ از یک حباب صابون و آتش-مانند فلش در یک کریستال از ببر یا عقیق.

ساختاری رنگ های تولید شده توسط نانوساختارهای زیستی هستند که از درخشان ترین و شدید ترین در طبیعت است. نمونه های کلاسیک عبارتند از خیره کننده آبی فلش از یک مورفو پروانه بال و طلایی مات از یک Chrysina سوسک هر دو تولید شده توسط میکروسکوپی لایه ها در حشرات’ بافت.

این ساختار تولید زرق و برق دار و رنگ های که شما می توانید فقط از یک محدوده باریک از زاویه دید و تغییر بسته به زاویه دید (یک پدیده شناخته شده به عنوان رنگین کمان). این اثرات نوری و همراه رنگ های زنده اتفاق می افتد می شود بسیار مفید برای شکارچیان شگفت انگیز و جذب جفت.

اما نیز وجود دارد 3D biophotonic کریستال سازه های است که می تواند دستکاری نور در تمام جهات. در حشرات این فقط در مقیاس از weevils, longhorn سوسک و پروانه ها و شب پره ها که در آن آنها می توانند فرم های پیچیده آرایه از کیتین (ماده ای است که باعث می شود تا بخش عمده ای از اسكلت حشرات) و هوا.

تحصیل که در آن این ساختار به نظر می رسد در طول تاریخچه تکاملی می تواند کمک به ما در درک چرا آنها به نظر می رسد در وهله اول. مشکل این است که فسیل 3D biophotonic کریستال است تقریبا غیر موجود. وجود دارد تنها یک نمونه شناخته شده یک 735,000 سال fossilised سوسک پیدا کردم توسط یکی از ما (ماریا) در سال 2014 در سنگ ساخته شده از لایه های رسوب رسوب توسط یخچال های طبیعی در کانادا.

کریستال شناسایی شدند با یک میکروسکوپ میکروسکوپ الکترونی است. دانشگاه کالج کورک

ما کشف جدید دیگری را فراهم می کند fossilised مثال از 3D biophotonic کریستال از یک نوع متفاوت از محل پیشنهاد خود را از حفظ است و احتمالا گسترده تر از آنچه قبلا تصور. نمونه ها از 13000 سال weevils یافت با ما همکار اسکات الیاس (قبلا از رویال هالووی دانشگاه) در رسوبات از باستان دریاچه Lobsigensee در سوئیس.

به تازگی کشف حشرات به نظر می رسد و نه underwhelming حفظ به عنوان کوچک قهوه ای قطعات بال موارد است. اما در بزرگنمایی بالا فلس’ رنگ های شگفت آور: زنده سبزی بلوز و نکات زرد. ما به بررسی این مقیاس با استفاده از قدرتمند میکروسکوپ الکترونی که تایید حضور دستور نانوساختار آرایه. حفظ این سطح از بافت نانوساختار است که ذهن ترا درهم میشکنند حتی برای ما سخت حرفه ای.

ما با میکروسکوپ مطالعات ما تا به حال شواهد خوبی است که ساختارهای بودند 3D biophotonic کریستال اما برای اثبات آن نیاز ساختاری تشخیص نوری و مدل سازی. این با ما همکار Vinod Saranathan که به بررسی مقیاس با استفاده از X-ray و تجزیه و تحلیل در Argonne شتاب دهنده ذرات در نزدیکی شیکاگو است. Saranathan کار تایید کرد که فسیلی مقیاس شامل یک الماس بلور فوتونی نانوساختار. و بنابراین درخشان و سبز و زرد و آبی رنگ در واقع fossilised ساختاری رنگ.

این رنگ از فرد میکروسکوپی کریستال به نظر می رسد به مخلوط در سطح قابل مشاهده سرکوب رنگین کمان و تولید به طور کلی سبز رنگ. نتیجه یک مت به جای براق و رنگ که بر خلاف بسیاری از حشرات با 3D نانوساختارهای. این نشان می دهد که شپشه کریستال تکامل به عنوان یک شکل از استتار مطابق آن برگ پس زمینه زیستگاه.

که در آن فسیل های دیگر?

اما اگر fossilisation 3D biophotonic کریستال شایع تر از ما فکر می کردم چرا ما در بر داشت نمونه های بیشتر? ماریا تحقیقات قبلی تایید کریستال باید برای زنده ماندن rigors از پوسیدگی و دفن در طول fossilisation. به جای فقیر فسیل از این سازه ها احتمالا نشان دهنده این واقعیت است که مقیاس احتمال سقوط پس از مرگ است.

بیشتر چه, مقیاس تحمل ساختاری رنگ معمولا کمتر از 100 میکرون در سراسر موثر نامرئی به چشم غیر مسلح. بنابراین این احتمال وجود دارد که بسیاری از نمونه های دیگر از fossilised 3D کریستال که در واقع نادیده گرفته شده است با توجه به اندازه کوچک از حشرات فلس است.

چه در حال حاضر ؟ واضح است که ما نیاز به جستجو عمیق تر در زمان برای نمونه های بیشتر. خوب اهداف شامل فسیل از Cenozoic عصر (از 66 میلیون سال پیش تا به امروز) که حفظ و انواع دیگر سازه های رنگ و حشرات میزبانی در کهربا که می تواند به حفظ مقیاس با مدارک و شواهد از رنگ.

مفید ترین از همه خواهد بود که مطالعات از اولین weevils از اواخر ژوراسیک و اوایل دوره کرتاسه (163-100 میلیون سال پیش). این امر به ما اجازه می دهد برای تست اینکه آیا تکامل از 3D biophotonic کریستال بود که مرتبط با گسترش سلاح های هسته ای از گیاهان گلدار است که صورت گرفت در این زمان. بررسی حشرات فسیل به احتمال زیاد خواهد شد آشکار بسیاری از نمونه های بیشتر, کمک به ما در درک زیست محیطی و عوامل زیست محیطی رانندگی تکامل این فوق العاده پیچیده ساختار بافت و توابع خود را.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im