Drugelių sparnų spalvos gali atrodyti nepaprastai ryškios, tarsi keistųsi jiems skrendant ar pakeitus stebėjimo kampą. Į klausimą, iš kur drugeliai gauna ryškias spalvas, atsakymas turi dvi dalis: jas lemia cheminiai pigmentai ir ypatinga mikroskopinė sparnų sandara.
Iš kur drugeliai gauna ryškias spalvas?
Spalvingi sparnai drugeliams svarbūs ne vien dėl grožio. Jie gali padėti maskuotis aplinkoje, pritraukti porą arba įspėti plėšrūnus. Kai kurių rūšių atspalviai tokie intensyvūs, kad virš Pietų Amerikos atogrąžų miškų skrendantys pilotai ryškiai mėlynus morfų drugelius gali pastebėti iš maždaug 0,8 km atstumo.
Drugelių spalvas sudaro du pagrindiniai šaltiniai: įprastos pigmentinės spalvos ir struktūrinės spalvos. Pigmentai sugeria vienas šviesos bangas, o kitas atspindi. Būtent atsispindėjusią šviesą mato žmogaus akis.
Pavyzdžiui, augaluose esantis chlorofilas sugeria mėlyną ir raudoną spektro šviesą, tačiau atspindi žalią, todėl augalai atrodo žali. Daugelio drugelių rudus ir gelsvus atspalvius suteikia melaninas – tas pats pigmentas, dėl kurio vasarą įdega oda ir kai kuriems žmonėms atsiranda strazdanų.
Struktūrinė spalva ir vaivorykštinis žvilgesys
Įspūdingiausi drugelių atspalviai dažnai kyla ne iš pigmentų, o iš sparnų struktūros. Tokia spalva vadinama struktūrine, nes ją sukuria šviesos sąveika su itin smulkiomis sparno dalimis. Dėl to drugelio spalvos, keičiantis stebėtojo padėčiai ar sparnų kampui, gali tarsi persilieti ir pasikeisti.
Šis reiškinys vadinamas irizacija, arba vaivorykštiniu žvilgesiu. Jis būdingas ne tik drugeliams: panašiai žvilga perlamutriniai kriauklių vidiniai sluoksniai, kai kurios žuvys ir povų plunksnos. Vis dėlto drugelių šeimoje šis efektas gali būti itin ryškus.
Irizacija atsiranda šviesai keliaujant per skaidrius, daugiasluoksnius paviršius. Šviesa nuo skirtingų sluoksnių atsispindi kelis kartus, o šie atspindžiai gali vienas kitą sustiprinti. Todėl spalvos atrodo daug sodresnės, nei jas galėtų sukurti vien įprasti pigmentai.
Kaip šviesos bangos sustiprina spalvą
Šviesa yra banga, kurią galima apibūdinti bangos ilgiu – atstumu tarp dviejų vienodų bangos taškų. Taip pat svarbi bangos fazė, nusakanti, kur tuo metu yra jos viršūnės ir įdubos. Jei dvi šviesos bangos sutampa faze, jų viršūnės ir įdubos susilygiuoja.
Gerai pažįstamas irizacijos pavyzdys – muilo burbulas. Šviesa pirmiausia pereina per viršutinį ploną burbulo sluoksnį: dalis jos atsispindi, o kita dalis keliauja toliau ir atsispindi nuo apatinio sluoksnio. Šių atspindėtų bangų santykis priklauso nuo jų nueito kelio ir kitų sąlygų.
- Jei bangos skiriasi visu bangos ilgiu arba jo kartotiniu, vyksta konstruktyvioji interferencija: bangos viena kitą papildo, o atspindys sustiprėja.
- Jei bangų skirtumas sudaro pusę bangos ilgio arba nelyginį jo kartotinį, vyksta destruktyvioji interferencija: bangos viena kitą slopina, todėl atspindys susilpnėja arba visai išnyksta.
Konstruktyvioji interferencija ir sukuria itin intensyvias irizuojančias spalvas. Kai šviesos bangų viršūnės bei įdubos sutampa, jų poveikis sustiprėja; kai nesutampa – daugiausia panaikinamas.
Mikroskopinės žvynelių struktūros drugelio sparne
Drugelių sparnai atrodo ploni ir trapūs, tačiau juos dengia tūkstančiai mikroskopinių žvynelių. Iš čia kilo ir mokslinis drugelių bei drugių būrio pavadinimas Lepidoptera, reiškiantis žvynasparnius. Žvyneliai išsidėstę dviem ar trimis sluoksniais, o kiekvienas jų pats turi kelis oro tarpais atskirtus sluoksnius.
Tokia sandara suteikia šviesai gerokai daugiau progų atsispindėti nei muilo burbulo plėvelėje. Daugybė vienodais tarpais išsidėsčiusių sluoksnių sukelia daug konstruktyviosios interferencijos atvejų. Kai šviesa atsispindi nuo įvairių sparno sluoksnių, visi atspindžiai susijungia ir suformuoja ryškias, kartais beveik švytinčias spalvas.
Kai kurių drugelių sparnų raštai apima ir ultravioletinę spektro dalį. Žmonės ultravioletinės šviesos nemato, tačiau drugeliai ją gali aptikti. Šis gebėjimas padeda monarchams per kasmetinę migraciją iš Šiaurės Amerikos į Meksiką.
Kodėl tas pats sparnas gali atrodyti kelių spalvų?
Pigmentinės ir struktūrinės spalvos gali veikti kartu. Pavyzdžiui, jeigu po mėlyną irizaciją sukuriančia struktūra yra geltonas pigmentas, stebėtojas gali matyti žalsvą atspalvį. Vis dėlto, priklausomai nuo žiūrėjimo kampo, gali išryškėti mėlyna, geltona, žalia arba kelių šių spalvų derinys.
Spalvų įspūdis kinta drugeliui plasnojant sparnais ir šviesai į jų sluoksnius patekus skirtingais kampais. Dėl šios pigmentų, mikroskopinių žvynelių ir šviesos bangų sąveikos drugelių sparnai gali būti ir puiki maskuotė, ir aiškus signalas kitiems gyvūnams.
Kodėl kai kurios baltos spalvos nėra pigmentinės?
Ne kiekvieną baltą atspalvį sukuria pigmentas. Kartais šviesą išsklaido maži oro burbuliukai, todėl paviršius atrodo baltas – panašiai kaip sniegas. Panašus reiškinys būdingas ir baltiems žmogaus plaukams: jų skaidulose gali būti smulkių oro burbuliukų, pakeičiančių įprastą pigmentinę spalvą.
Kulinarijos entuziastė, receptų kūrėja ir tinklaraščio autorė, kuri virtuvėje jaučiasi kaip namuose. Jos meilė maistui gimė dar vaikystėje, stebint močiutę ruošiant tradicinius lietuviškus patiekalus. Šiandien Gabija dalijasi ne tik autentiškais šeimos receptais, bet ir moderniais, sveikesniais jų variantais.
