Почему крылья бабочек не ломаются под тяжелыми каплями дождя?

Практически все люди ненавидят назойливых мух, мерзких тараканов и других насекомых. Но вот бабочек с разноцветными и узорчатыми крыльями любят многие — некоторые люди даже коллекционируют их. На сегодняшний день науке известно более 200 000 видов этих чешуекрылых созданий, и они до сих пор остаются интересными объектами для научных исследований. Вот задумывались ли вы когда-нибудь о том, почему хрупкие крылья бабочек не ломаются под ударами тяжелых капель дождя? Ученые говорят, что эти удары подобны тому, как если бы на человека с большой высоты упал шар для боулинга. Исследователи знали о силе удара капель дождя, но точно ответить, каким образом крылья насекомых их выдерживают, ответить не могли. Недавно тайна была раскрыта.

Возможно, перед вами сейчас самая красивая бабочка в мире — Морфо Пелеида (Morpho peleides)

Чешуекрылые — это насекомые, на крыльях которых есть слой хитиновых чешуек. К этому отряду существ относятся бабочки, мотыльки и моли.

Крылья бабочек

О том, как бабочки выживают под сильными ливнями, было рассказано в научном журнале PNAS. По расчетам ученых, скорость падения капель дождя очень высокая — частички воды диаметром 5 миллиметров могут разгоняться до 10 метров в секунду. Вес дождевых капель тоже весьма значительный и в некоторых случаях равняется 0.12 граммам. А теперь представьте, что такие капли дождя падают на хрупкие крылья очень распространенной в России бабочки-крапивницы (Aglais urticae). По законам физики, капли должны сломать крылья и смертельно травмировать насекомое, но этого не происходит. Почему?

Да, все эти бабочки, которые летают по всей России, называются крапивницами. И их гусеницы развиваются на листьях крапивы

Секрет таится в строении крыльев — природа позаботилась о том, чтобы одни из самых важных частей тела бабочек были защищены от внешнего воздействия. Как вы уже могли догадаться, бабочки называются чешуекрылыми насекомыми, потому что их крылья покрыты чешуйками. В детстве многие из нас ловили бабочек и проводили пальцами по их крыльям — замечали, что на них остается налет? Некоторые люди думают, что это пыльца растений, но на самом деле это и есть те самые чешуйки, которые играют важную, чуть ли не решающую роль в жизни бабочек. Маленькие мы этого не знали и даже предположить не могли, что бабочки с потертыми крыльями летали недолго и в конце концов погибали.

Так выглядят чешуйки крыльев бабочек под микроскопом

Природная защита от воды

Так вот, крылья бабочек покрыты чешуйками в форме гребней, ячеек, выступов и губок, но плоских — больше всего. Эти чешуйки образуют на крыльях бабочек красивые узоры, участвуют в регулировании температуры их тела, а также отталкивают падающую на них воду. В этом-то и весь секрет — крупные капли дождя не могут нанести крыльям бабочек вред, потому что они отталкивают воду. Отсюда возникает следующий вопрос — как именно чешуйки воздействуют на воду и насколько это эффективно?

Внезапный факт о бабочках: у самок кистехвостки обыкновенной (Orgyia antiqua) нет крыльев и они не умеют летать

Чтобы узнать все это, группа биологов под руководством профессора Сын-Хо Кима (Seungho Kim) провела эксперимент. Они расположили на плоской поверхности листья, перья и крылья бабочек. Первые два объекта были необходимы для того, чтобы ученым было с чем сравнивать эффективность чешуек в плане разрушения капель воды. На все эти поверхности, с высоты двух метров, сбрасывались капли воды. Все происходящее записывалось на камеру, снимающей видео с частотой тысяча кадров в секунду.

На видеоролике выше можно увидеть, как капля воды ударяется об острые чешуйки и распадаются на множество маленьких частей. Получается, что тяжелая частица воды контактирует с крыльями насекомых минимальное время, то есть сила удара сильно уменьшается. Авторы научной работы сравнивают это с падением наполненного водой шарика на поверхность с иглами — шарик быстро разрывается на части, не успев надавить на поверхность.

Для бабочек тяжелые капли дождя — как заполненные водой воздушные шарики. Но они защищены иголками

После проведенного эксперимента ученым и нам с вами стал известен еще один интересный факт о бабочках. Но это еще не самое интересное, что о них можно рассказать. В марте 2020 года я опубликовал материал о том, что крылья некоторых бабочек окрашены в самый черный цвет, который поглощает 99% солнечного света. По мнению исследователей, темные участки на крыльях помогают самцам бабочек привлекать самок. Также есть предположение, что черные участки помогают насекомым регулировать температуру тела.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

Источник