Yπερδυνάμεις από ζωύφια μπλοκάρουν την υπεριώδη ακτινοβολία
Οι μικροσκοπικές, πολύπλοκες μπάλες του κοινού ζωύφιου Leafhopper (της οικογένειας των Κικαδελίδων) προσφέρουν υπερδυνάμεις που μπλοκάρουν την υπεριώδη ακτινοβολία.
Τα έντομα αυτά βρίσκονται συχνά σε κήπους ή σε αγροκτήματα, και θεωρούνται παράσιτο για τις καλλιέργειες, αλλά έχουν ένα μοναδικό χαρακτηριστικό που δεν έχει βρεθεί ποτέ σε κανένα άλλο έντομο: παράγουν απίστευτα πολύπλοκα νανοσωματίδια που ονομάζονται «μπροσόσωμα», τα οποία μοιάζουν με μικροσκοπικές μπάλες ποδοσφαίρου. Αυτές οι κοίλες σφαίρες έχουν περίπου το μισό μέγεθος ενός μεμονωμένου βακτηρίου, γεμάτες με μικροσκοπικούς πόρους και είναι εκπληκτικά ομοιόμορφες σε είδη διαφορετικών μεγεθών που ζουν σε διαφορετικά μέρη του κόσμου.
"Ποιο είναι το μυστικό της ύπαρξης βροχοσωμάτων περίπου 600 νανομέτρων με πόρους περίπου 200 νανομέτρων; Εξυπηρετεί κάποιο σκοπό;» αναρωτιέται ο Tak-Sing Wong, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. Τα φυλλοβόλα εκκρίνουν αυτά τα βροχοσώματα και στη συνέχεια καλύπτουν ολόκληρο το σώμα τους μέσα σε αυτά, κάτι που φαίνεται να έχει μερικά οφέλη, όπως ότι τα σωματίδια να έχει βρεθεί ότι είναι υπερυδρόφοβα. Φαίνονται επίσης να κάνουν περίεργα πράγματα στο φως.
Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Penn State ξεκίνησαν να φτιάξουν τα δικά τους φυλλάδια στο εργαστήριο και να τα δοκιμάσουν. Η κατασκευή τόσο μικροσκοπικών αντικειμένων είναι δύσκολη, έτσι η ομάδα δημιούργησε μοντέλα τους μεγαλύτερης κλίμακας – αν και το «μεγαλύτερο» είναι φυσικά σχετικό, αφού εξακολουθούσαν να έχουν πλάτος μόλις 20.000 νανόμετρα. Έπειτα, έριξαν υπέρυθρο φως διαφορετικών μηκών κύματος πάνω τους και παρακολούθησαν πώς αλληλεπιδρούσε με τα φυλλοσώματα. Και σίγουρα, βρήκαν ότι τα σωματίδια κόβουν σχεδόν όλη την ανάκλαση του φωτός, υποδηλώνοντας ότι ο κύριος σκοπός τους είναι να καλύπτουν τα έντομα από τα αρπακτικά.
«Δεν ήταν σαφές γιατί τα φυλλοβόλα παράγουν σωματίδια με τόσο πολύπλοκες δομές», δήλωσε ο Lin Wang, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Καταφέραμε να φτιάξουμε αυτά τα φυλλάδια χρησιμοποιώντας μια μέθοδο υψηλής τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης στο εργαστήριο. Βρήκαμε ότι αυτά τα εργαστηριακά σωματίδια μπορούν να μειώσουν την ανάκλαση του φωτός έως και 94%. Αυτή είναι μια μεγάλη ανακάλυψη γιατί είναι η πρώτη φορά που βλέπουμε τη φύση να κάνει κάτι τέτοιο, όπου ελέγχει το φως με τόσο συγκεκριμένο τρόπο χρησιμοποιώντας κοίλα σωματίδια».
Ενώ τα μοντέλα τους σε κλίμακα δοκιμάστηκαν με υπέρυθρο φως, η ομάδα λέει ότι τα φυσικά βροχοσώματα έχουν το σωστό μέγεθος για να κάνουν το ίδιο πράγμα με τα υπεριώδη μήκη κύματος. Αυτό θα μπορούσε να είναι το κλειδί για τον σκοπό τους - τα πουλιά και τα ερπετά κυνηγούν με όραση υπεριώδους ακτινοβολίας, έτσι τα έντομα θα μπορούσαν να ανακατεύουν αυτά τα σήματα για να σώσουν τα δικά τους δέρματα.
Το εύρημα δεν αναφέρεται μόνο σε έξυπνα έντομα. Θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην ενημέρωση μιας σειράς νέων τεχνολογιών. Η ομάδα προτείνει ότι θα μπορούσε να βελτιώσει τις επιφάνειες που συλλέγουν ηλιακή ενέργεια, να δημιουργήσει επικαλύψεις που διαχέουν το υπεριώδες φως για να προστατεύσουν τα αντικείμενα και το δέρμα μας από τη φθορά του ήλιου και αν θέλουμε να αποκτήσουμε πραγματική επιστημονική φαντασία, ίσως ακόμη και τεχνολογία απόκρυψης.
«Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να είναι πολύ χρήσιμη για την τεχνολογική καινοτομία», είπε ο Wang. «Με μια νέα στρατηγική για τη ρύθμιση της αντανάκλασης του φωτός σε μια επιφάνεια, ίσως μπορέσουμε να κρύψουμε τις θερμικές υπογραφές ανθρώπων ή μηχανών. Ίσως κάποια μέρα οι άνθρωποι θα μπορούσαν να αναπτύξουν έναν θερμικό μανδύα αορατότητας με βάση τα κόλπα που χρησιμοποιούν οι φυλλοβόλοι (leafhoppers). Η δουλειά μας δείχνει πώς η κατανόηση της φύσης μπορεί να μας βοηθήσει να αναπτύξουμε σύγχρονες τεχνολογίες».
Πηγή: https://newatlas.com/materials/insect-leafhopper-soccer-brochosomes/
Photo: Brett_Hondow/pixabay
Τα έντομα αυτά βρίσκονται συχνά σε κήπους ή σε αγροκτήματα, και θεωρούνται παράσιτο για τις καλλιέργειες, αλλά έχουν ένα μοναδικό χαρακτηριστικό που δεν έχει βρεθεί ποτέ σε κανένα άλλο έντομο: παράγουν απίστευτα πολύπλοκα νανοσωματίδια που ονομάζονται «μπροσόσωμα», τα οποία μοιάζουν με μικροσκοπικές μπάλες ποδοσφαίρου. Αυτές οι κοίλες σφαίρες έχουν περίπου το μισό μέγεθος ενός μεμονωμένου βακτηρίου, γεμάτες με μικροσκοπικούς πόρους και είναι εκπληκτικά ομοιόμορφες σε είδη διαφορετικών μεγεθών που ζουν σε διαφορετικά μέρη του κόσμου.
"Ποιο είναι το μυστικό της ύπαρξης βροχοσωμάτων περίπου 600 νανομέτρων με πόρους περίπου 200 νανομέτρων; Εξυπηρετεί κάποιο σκοπό;» αναρωτιέται ο Tak-Sing Wong, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. Τα φυλλοβόλα εκκρίνουν αυτά τα βροχοσώματα και στη συνέχεια καλύπτουν ολόκληρο το σώμα τους μέσα σε αυτά, κάτι που φαίνεται να έχει μερικά οφέλη, όπως ότι τα σωματίδια να έχει βρεθεί ότι είναι υπερυδρόφοβα. Φαίνονται επίσης να κάνουν περίεργα πράγματα στο φως.
Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Penn State ξεκίνησαν να φτιάξουν τα δικά τους φυλλάδια στο εργαστήριο και να τα δοκιμάσουν. Η κατασκευή τόσο μικροσκοπικών αντικειμένων είναι δύσκολη, έτσι η ομάδα δημιούργησε μοντέλα τους μεγαλύτερης κλίμακας – αν και το «μεγαλύτερο» είναι φυσικά σχετικό, αφού εξακολουθούσαν να έχουν πλάτος μόλις 20.000 νανόμετρα. Έπειτα, έριξαν υπέρυθρο φως διαφορετικών μηκών κύματος πάνω τους και παρακολούθησαν πώς αλληλεπιδρούσε με τα φυλλοσώματα. Και σίγουρα, βρήκαν ότι τα σωματίδια κόβουν σχεδόν όλη την ανάκλαση του φωτός, υποδηλώνοντας ότι ο κύριος σκοπός τους είναι να καλύπτουν τα έντομα από τα αρπακτικά.
«Δεν ήταν σαφές γιατί τα φυλλοβόλα παράγουν σωματίδια με τόσο πολύπλοκες δομές», δήλωσε ο Lin Wang, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Καταφέραμε να φτιάξουμε αυτά τα φυλλάδια χρησιμοποιώντας μια μέθοδο υψηλής τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης στο εργαστήριο. Βρήκαμε ότι αυτά τα εργαστηριακά σωματίδια μπορούν να μειώσουν την ανάκλαση του φωτός έως και 94%. Αυτή είναι μια μεγάλη ανακάλυψη γιατί είναι η πρώτη φορά που βλέπουμε τη φύση να κάνει κάτι τέτοιο, όπου ελέγχει το φως με τόσο συγκεκριμένο τρόπο χρησιμοποιώντας κοίλα σωματίδια».
Ενώ τα μοντέλα τους σε κλίμακα δοκιμάστηκαν με υπέρυθρο φως, η ομάδα λέει ότι τα φυσικά βροχοσώματα έχουν το σωστό μέγεθος για να κάνουν το ίδιο πράγμα με τα υπεριώδη μήκη κύματος. Αυτό θα μπορούσε να είναι το κλειδί για τον σκοπό τους - τα πουλιά και τα ερπετά κυνηγούν με όραση υπεριώδους ακτινοβολίας, έτσι τα έντομα θα μπορούσαν να ανακατεύουν αυτά τα σήματα για να σώσουν τα δικά τους δέρματα.
Το εύρημα δεν αναφέρεται μόνο σε έξυπνα έντομα. Θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην ενημέρωση μιας σειράς νέων τεχνολογιών. Η ομάδα προτείνει ότι θα μπορούσε να βελτιώσει τις επιφάνειες που συλλέγουν ηλιακή ενέργεια, να δημιουργήσει επικαλύψεις που διαχέουν το υπεριώδες φως για να προστατεύσουν τα αντικείμενα και το δέρμα μας από τη φθορά του ήλιου και αν θέλουμε να αποκτήσουμε πραγματική επιστημονική φαντασία, ίσως ακόμη και τεχνολογία απόκρυψης.
«Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να είναι πολύ χρήσιμη για την τεχνολογική καινοτομία», είπε ο Wang. «Με μια νέα στρατηγική για τη ρύθμιση της αντανάκλασης του φωτός σε μια επιφάνεια, ίσως μπορέσουμε να κρύψουμε τις θερμικές υπογραφές ανθρώπων ή μηχανών. Ίσως κάποια μέρα οι άνθρωποι θα μπορούσαν να αναπτύξουν έναν θερμικό μανδύα αορατότητας με βάση τα κόλπα που χρησιμοποιούν οι φυλλοβόλοι (leafhoppers). Η δουλειά μας δείχνει πώς η κατανόηση της φύσης μπορεί να μας βοηθήσει να αναπτύξουμε σύγχρονες τεχνολογίες».
Πηγή: https://newatlas.com/materials/insect-leafhopper-soccer-brochosomes/
Photo: Brett_Hondow/pixabay
