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ANIMALES. Cómo las mariposas hacen que sus alas sean transparentes

 

Una mariposa ala de cristal (greta oto) alimentándose de flores en Costa Rica. La notable transparencia de estas mariposas les permite ser "invisibles" y la capa antideslumbrante de sus alas ayuda a evitar que sean regaladas por cualquier resplandor de la luz solar en sus alas. Fuente: Nipam Patel

Muchos animales han desarrollado tácticas de camuflaje para la autodefensa, pero algunas mariposas y polillas lo han llevado aún más lejos: han desarrollado alas transparentes, haciéndolas casi invisibles para los depredadores.

Sus alas consisten en una membrana transparente hecha de quitina. Las alas de las mariposas y las polillas están hechas del mismo tipo de membrana transparente, pero en la mayoría de los casos, las polillas y las mariposas tienen escamas opacas que oscurecen la membrana. Las escamas son las responsables de sus fascinantes patrones y coloración.

Un equipo dirigido por científicos del Laboratorio de Biología Marina (MBL) estudió el desarrollo de una de esas especies, la mariposa ala de cristal, Greta oto, para ver a través de los secretos de esta tecnología de sigilo natural. Su trabajo fue publicado en el Journal of Experimental Biology .


Pseudophalde cotta, originaria de Centroamérica, utiliza escamas planas transparentes para mantener transparentes sus alas. Fuente: Jonathan Pairraire


Aunque las estructuras transparentes en los animales están bien establecidas, aparecen con mucha más frecuencia en  . "Es una pregunta biológica interesante porque simplemente no hay tantos organismos transparentes en la tierra", señala el autor principal, Aaron Pomerantz, Ph.D. en Biología Integrativa en la Universidad de California, Berkeley. "Entonces hicimos la pregunta, ¿cuál es la base de desarrollo real de cómo crean sus alas transparentes?"

Las alas de las mariposas son conocidas por sus patrones coloridos, creados por escamas diminutas, superpuestas y quitinosas que reflejan o absorben varias longitudes de onda de luz para producir colores. Pomerantz dice que, aunque la coloración de las escamas se ha estudiado intensamente, no se había investigado antes los orígenes del desarrollo de la  en las mariposas terrestres. "La transparencia es lo opuesto al color", dice.

Especies de Haetera de mariposa de alas claras. Fuente: Aaron Pomerantz

Los investigadores utilizaron microscopía electrónica confocal y de barrido para construir una escala de tiempo de desarrollo de cómo surge la transparencia en Greta oto, desde la etapa de pupa hasta la edad adulta. Lo que hace Greta oto es hacer menos escamas y hacerlas en estas formas muy diferentes, parecidas a cerdas.

Descubrieron que las alas de la mariposa ala de cristal se desarrollan de manera diferente a las especies opacas, con una menor densidad de células precursoras de escamas en las áreas que luego se desarrollarán transparentes. 

En una etapa muy temprana, el crecimiento y las morfologías de las escamas diferían, con escamas delgadas con forma de cerdas que se desarrollaban en regiones transparentes y morfologías de escamas planas y redondas dentro de regiones opacas. 

Una mariposa de alas de cristal sobre una hoja. Fuente: Aaron Pomerantz

Las escamas de alas y las nanoestructuras inusuales son solo una parte de la historia. Una segunda capa de nanopilares de hidrocarburos cerosos se encuentra encima de la superficie del ala, proporcionando más propiedades antirreflectantes. Los experimentos demostraron que esa capa superior era muy importante para ayudar a reducir el deslumbramiento.

El análisis bioquímico mostró que la capa cerosa se compone principalmente de n-alcanos de cadena larga, similares a los que se encuentran en otras especies de insectos. Normalmente se piensa que son algo que ayuda a evitar que un insecto se seque, pero en este caso, parece que también se utilizan para estas propiedades antirreflejos.

Greta oto logra transparencia al tener escamas diminutas, erguidas, parecidas a pelos en sus membranas de alas de quitina transparente. Fuente: Marianne Elias

La transparencia también parece ayudar a las polillas y mariposas a regular su temperatura corporal, pero no las protege de la radiación ultravioleta.

Los investigadores descubrieron que cuanta más luz puede pasar a través de un ala, es decir, cuanto más transparente es, menos visible es la mariposa para los depredadores. La transparencia actúa como el camuflaje definitivo.

Como las mariposas mismas, los resultados son convincentes. Sin embargo, los científicos enfatizan que el estudio ha planteado más preguntas y vías de exploración para continuar descubriendo el papel evolutivo y las implicaciones ecológicas de la transparencia.

Más información: Aaron F. Pomerantz et al, Developmental, cellular, and biochemical basis of transparency in clearwing butterflies, Journal of Experimental Biology (2021). DOI: 10.1242/jeb.237917

D. Gomez et al, Wing transparency in butterflies and moths: structural diversity, optical properties, and ecological relevance, Ecological Monographs (2021). DOI: 10.1002/ecm.1475

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