У бабочки Greta oto значительная часть крыльев выглядит почти как тонкое стекло: через них видны листья и цветы. При этом насекомое не лишено крыльев и не становится полностью невидимым. Прозрачность возникает благодаря особому строению поверхности, которое помогает свету проходить сквозь неё с небольшими потерями.
У большинства бабочек крылья покрыты многочисленными чешуйками. Их пигменты и микроскопические структуры создают привычные цветные узоры, а также меняют отражение света. У Greta oto прозрачные участки устроены иначе: чешуек там значительно меньше, поэтому они почти не заслоняют тонкую мембрану.
Исследователи Морской биологической лаборатории США проследили формирование крыльев Greta oto от стадии куколки до взрослой бабочки. Оказалось, что в будущих прозрачных зонах изначально возникает меньше клеток, из которых развиваются чешуйки. Те чешуйки, которые всё-таки появляются, чаще напоминают тонкие щетинки, а не широкие пластинки.
Однако одной редкой чешуи недостаточно для хорошей маскировки. Даже чистое оконное стекло отражает часть падающего света и заметно бликует под определённым углом. Если бы поверхность крыла была просто гладкой и прозрачной, яркие отражения могли бы выдавать бабочку.
Дополнительную роль играют крошечные выступы на поверхности прозрачной мембраны. Их размеры измеряются нанометрами, то есть миллиардными долями метра. Эти структуры меняют переход света между воздухом и материалом крыла, уменьшая отражение сразу в широком диапазоне видимого света.
В исследовании, опубликованном в Nature Communications в 2015 году, учёные изучили такие наностолбики на крыльях Greta oto. Они обнаружили, что выступы имеют неодинаковую высоту и ширину и расположены нерегулярно. Именно такая неоднородность помогает подавлять блики не только при прямом освещении, но и при взгляде под большим углом.
Поверхность прозрачных участков имеет и дополнительный восковой слой. Работа 2021 года показала, что он состоит преимущественно из длинноцепочечных углеводородов и тоже образует наноскопические выступы. После удаления этого слоя исследователи зафиксировали изменение отражательной способности крыльев, подтвердив его вклад в прозрачность.
Получается, что эффект создают сразу несколько особенностей. Редкие узкие чешуйки оставляют свету путь через мембрану, а наноструктуры уменьшают заметность отражённого света. При этом непрозрачные участки крыльев сохраняют окраску и рисунок, поэтому бабочка выглядит как сочетание прозрачных окон и цветной каймы.
Такая маскировка особенно интересна для наземных насекомых. В воде прозрачность встречается у животных довольно часто, а в воздухе прозрачные поверхности могут сильно отражать солнечный свет. У Greta oto проблема решается не исчезновением материала крыла, а управлением его оптическими свойствами.
Нельзя утверждать, что бабочку вообще невозможно заметить. Контуры тела, жилки крыльев и окрашенные участки остаются видимыми, а эффект зависит от фона и освещения. Но снижение отражений помогает сделать прозрачные зоны менее контрастными на фоне растительности.
Подобное устройство поверхности изучают не только биологи, но и специалисты по оптике. Принципы нерегулярных наноструктур рассматриваются при разработке покрытий, уменьшающих блики на стекле, линзах и других материалах. Речь идёт о перспективном инженерном подходе, а не о том, что крылья бабочки уже используются в серийных устройствах.
Таким образом, прозрачные крылья Greta oto — результат сочетания развития клеток, необычной формы чешуек и наноструктур поверхности. Исследования показывают, что для снижения заметности важно не только пропускать свет, но и не отражать его обратно. Пример этой бабочки помогает понять, как живые организмы решают сложные оптические задачи.