شكل الفراشة عن قرب تحت المجهر. مع ألوان قزحي الألوان وأنماط الأجنحة المعقدة، ليس من المستغرب حقًا أن تكون الفراشات والعث موضوعات فنية شائعة لآلاف السنين. لكن التكنولوجيا الحديثة تأخذ هذا السحر إلى مستوى جديد. في سلسلة من الصور التي تم التقاطها باستخدام المجهر، أعطانا المصور ليندن جليدهيل نظرة فاحصة بجدية على أجنحة هذه الحشرات، والتقط جميع مقاييسها الدقيقة بتفاصيل مذهلة.
لالتقاط هذه اللقطات المذهلة، يستخدم Gledhill مجهر Olympus BH-2 مزودًا بفلاش عالي السرعة وإضاءة LED ومحرك StackShot الذي يسمح له بالتقاط سلسلة من الصور المركزة بشكل انتقائي والتي تم تجميعها لاحقًا في مرحلة ما بعد المعالجة لإنشاء الصور فائقة الوضوح التي تراها هنا.
عالم الكيمياء الحيوية من خلال التدريب، جليدهيل مصدر معظم الفراشات والعث من منفذ على الإنترنت يبيع الحشرات المستزرعة. قال جليدهيل لشبكة Mother Nature Network: “لقد نظرت إلى مجموعة واسعة من الأنواع واخترت الأنواع ذات الألوان أو الأشكال المثيرة للاهتمام. وعادة ما تؤخذ الأجنحة من العينات التالفة في كثير من الأحيان من الفراشات والعث المستزرعة”.
كيف يبدو شكل الفراشة عن قرب تحت المجهر ؟
تعشق الفراشات بزخرفة أجنحتها المتنوعة وألوانها المعدنية. تأتي الأشكال المتلألئة من ترتيب دقيق لآلاف المقاييس المجهرية على أجنحتها. توفر هذه الهياكل الدقيقة للحشرات الحماية من العناصر وتثبّت درجة حرارة أجسامها.
الآن، طور العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) طريقة لإلقاء نظرة خاطفة على شرنقة فراشة وتسجيل كيفية تطور هذه المقاييس في الوقت الفعلي من البداية إلى النهاية، وفقًا لتقرير هانا سيو لـ Popular Science. نُشرت الدراسة هذا الشهر في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences.
لا يحدث التقزح اللوني على أجنحة الفراشة من جزيئات الصبغة ولكن من خلال كيفية تكوين جناح الفراشة. يسميها الفيزيائيون البلورات الضوئية، وهو مصطلح يمكن استخدامه لوصف تأثير قزحي الألوان المشترك الذي يظهر على العديد من أجنحة الحشرات الأخرى وحتى الأوبال. تتجسد الصفات المتلألئة لجناح الفراشة عندما يشكل جزيء متعدد الاستخدامات يسمى الكيتين مقاييس مرتبة مثل بلاط السقف، وفقًا لتقرير جينيفر أوليت لـ Ars Technica.
يقسم هذا الترتيب الضوء إلى عدة حزم في اتجاهات مختلفة في مفهوم بصري يعرف باسم محزوز الحيود. يظهر مثال آخر على هذه الظاهرة في رقص موجات الضوء التي ترى على الجانب العاكس للقرص المضغوط. ومع ذلك، فإن البلورات الضوئية تعكس فقط ألوانًا معينة أو أطوالًا موجية معينة من الضوء، مما يمنح الفراشات لونها الفريد.
سيعكس محزوز الحيود وحده طيف الألوان بالكامل، لكنه يضيف التقزح اللوني عندما يكون مصحوبًا ببلورات فوتونية، وفقًا لتقارير Ars Technica. لتصوير تشكيل الجناح داخل الشرنقة، قام الباحثون بتربية مجموعات من الفراشات المرسومة (فانيسا كاردولي). انتظروا حتى تبدأ اليرقات في التحول داخل الشرنقة ثم قطعوا بشرة مفتوحة لإنشاء نافذة عرض.
الفراشة عن قرب
وفقًا لـ Popular Science، قام الفريق بعد ذلك بتغطية الفتحة بقطعة صغيرة من الزجاج تسمى ساترة. قام الباحثون بتصوير وتسجيل تطور كل من الأجنحة الخلفية والخلفية لكل حشرة باستخدام هذه العملية. وتوقع الباحثون أن يروا الخلايا تتجعد وتضغط في خطوة نمو الجناح النهائية. بدلاً من ذلك، طوروا هيكلًا مموجًا منظمًا يمكن استخدامه لهندسة مواد وظيفية جديدة. معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
رؤية الأجنحة باستخدام شعاع قياسي من الضوء من شأنه أن يضر بالخلايا. لتسجيل عملية تشكيل الجناح دون الإضرار بالخلايا الدقيقة، استخدم فريق البحث الفحص المجهري لمرحلة انعكاس ارتباط البقعة. يعمل هذا النوع من الفحص المجهري عن طريق تسليط نقاط صغيرة من الضوء على منطقة معينة من الجناح، وفقًا لتقارير Ars Technica.
قال بيتر سو، خبير التصوير في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وأحد المتعاونين في الدراسة، في بيان: “الحقل المرقط يشبه آلاف اليراعات التي تولد مجالًا من نقاط الإضاءة. وباستخدام هذه الطريقة، يمكننا عزل الضوء القادم من طبقات مختلفة، ويمكننا إعادة بناء المعلومات لرسم خريطة فعالة لهيكل ثلاثي الأبعاد”.
في مقطع فيديو للفريق، وجدوا أن الخلايا بدأت في الاصطفاف في صفوف على طول بنية الأجنحة في غضون أيام من بدء التحول. بعد الاصطفاف في البداية، بدأت الخلايا في تمييز نفسها في نمط متناوب من حراشف الغطاء التي تغطي حراشف الجناح والأرض التي نمت أسفل الجناح، وفقًا لـ Popular Science. توقع الباحثون أن يروا الخلايا تتجعد وتضغط في خطوة النمو النهائية. بدلاً من ذلك، طوروا هيكلًا متموجًا مموجًا.
