Ci sono farfalle le cui ali sono ultra-nere e rivaleggiano con il materiale più nero prodotto dagli umani. Ora, un team di scienziati ha risolto questo mistero. Contro un pezzo di carta completamente nero, le ali della farfalla a forma di cuore (Parides eurimedes) sembrano ancora più nere del nero. “Alcuni animali hanno portato il nero all’estremo“, ha dichiarato Alex Davis, studente laureato nel laboratorio del biologo Sönke Johnsen alla Duke University.
Queste farfalle sono da 10 a 100 volte più scure di carbone, bitume e velluto nero. Viene riflesso solo lo 0,06% della luce che raggiunge le ali. Questo si avvicina ai rivestimenti neri che gli umani hanno realizzato per aiutare i pannelli solari ad assorbire più energia dal sole o ad allineare i telescopi per ridurre la luce diffusa. Tuttavia, le farfalle ottengono questo effetto accattivante con le ali profonde solo pochi micrometri – solo una frazione dello spessore dei rivestimenti sintetici più neri.
In uno studio pubblicato questo mese sulla rivista scientifica Nature Communications, i ricercatori rivelano che le farfalle ultra-nere di diverse regioni del globo sembrano essersi convertite allo stesso trucco.
Un segreto svelato
Il segreto di tali farfalle nere scure e chiare non è l’eccesso di melanina: il pigmento responsabile del colore delle piume di un corvo o della pelliccia di un gatto nero. È, infatti, un’illusione ottica creata dalla struttura 3D delle squame delle ali delle farfalle. La luce entra nelle sue scale, ma si riflette molto poco.
Gli scienziati hanno utilizzato la microscopia elettronica e le simulazioni al computer per esaminare le strutture microscopiche sulle ali di dieci specie di farfalle ultra nere e quattro farfalle nere o marrone scuro dell’America centrale, del sud e dell’Asia.
Le ali di farfalla possono apparire lisce ad occhio nudo. Da vicino, è una storia diversa. Ingrandite migliaia di volte, le ali delle farfalle sono coperte da squame con una superficie di creste e buchi che incanalano la luce all’interno spugnoso dell’ala. Qui, fasci di tessuto a forma di pilastro diffondono la luce fino a quando non vengono assorbiti.
Fino a poco tempo fa, la spiegazione delle proprietà di assorbimento della luce di alcune farfalle nere è che questa è dovuto a un motivo alveare nei piccoli fori nella superficie dell’ala.
Tuttavia, il nuovo studio suggerisce che ciò non influisce. Osservando le farfalle di quattro sottofamiglie, il team ha scoperto che le farfalle ultra-nere succhiano quantità simili di luce usando buchi in una varietà di forme e dimensioni.
Le principali differenze tra ali ultra-nere e nere sono altrove. Quando hanno guardato le ali delle farfalle al microscopio elettronico, i ricercatori hanno scoperto che le ali nere ultra nere e nere hanno scanalature parallele sulla loro superficie e pilastri interni. Tuttavia, le creste e i pilastri sono più profondi e più spessi su ali ultra-nere.
Quando il team imitava diverse ali nelle simulazioni al computer, le scale senza la superficie ondulata o i pilastri interni riflettevano fino a 16 volte più luce. Sarebbe come passare dall’ultra-nero al marrone scuro. Il motivo per cui il colore ultra-nero appare più volte nell’albero genealogico delle farfalle non è ancora chiaro.
L’oscurità nelle ali di molte farfalle maschili è più scura che nelle femmine, quindi può essere utilizzata per essere sfoggiata a potenziali compagni. Le regioni nere limitano le macchie bianche o colorate, quindi possono agire come una cornice scura per rendere più visibili le macchie colorate.
Un colore nero profondo simile è già comparso in altri animali, come ragni e uccelli del paradiso, noti per riflettere solo lo 0,05% della luce visibile. Tuttavia, nessuno di questi animali è scuro come i neri sintetici più neri mai registrati.
Per gli scienziati, ciò che rende interessanti le farfalle è il fatto che competono con le migliori nanotecnologie che catturano la luce, usando le strutture solo una frazione dello spessore.
Questi risultati possono aiutare gli ingegneri a progettare rivestimenti ultra-neri più sottili che riducono la luce diffusa senza sovraccaricare per applicazioni che vanno dal camuffamento militare – agli aerei invisibili da non vedere di notte o rilevati dal radar – ai rivestimenti di telescopi spaziali sulle stelle deboli e distanti.
