Resolvido o mistério das borboletas que são mais pretas do que o preto

Há borboletas cujas asas são ultra-pretas e que rivalizam com o material mais preto feito por humanos. Agora, uma equipa de cientistas resolveu este mistério.

Contra um pedaço de papel de construção preto, as asas da borboleta coração de gado (Parides eurimedes) parecem ainda mais pretas do que o preto. “Alguns animais levaram o preto ao extremo”, disse Alex Davis, um estudante de pós-graduação no laboratório do biólogo Sönke Johnsen, na Universidade de Duke, em comunicado.

Estas borboletas são entre 10 a 100 vezes mais escuras do que o carvão, betume e veludo preto. Apenas 0,06% da luz que atinge as suas asas é refletida.

Isto aproxima-se dos revestimentos pretos que os humanos fizeram para ajudar os painéis solares a absorver mais energia do sol ou alinhar os telescópios para reduzir a luz difusa. No entanto, as borboletas alcançam esse efeito de captura de luz com asas com apenas alguns micrómetros de profundidade – apenas uma fração da espessura dos revestimentos sintéticos mais pretos.

Num estudo publicado este mês na revista científica Nature Communications, os investigadores revelam que as borboletas ultra-pretas de regiões diferentes do globo parecem ter convergido para o mesmo truque.

O segredo desras borboletas pretas tão escuras e leves não é o excesso de melanina – o pigmento responsável pelas penas de um corvo ou o pêlo de um gato preto. É, na verdade, uma ilusão de ótica criada pela estrutura 3D das escamas das asas das borboletas. A luz entra nas suas escamas, mas muito pouca é refletida.

Os cientistas usaram microscopia eletrónica e simulações em computador para examinar as estruturas microscópicas nas asas de dez espécies de borboletas ultra pretas e quatro borboletas pretas ou castanhas escuras da América Central, do Sul e Ásia.

Asas de borboleta podem parecer suaves a olho nu. De perto, é uma história diferente. Ampliadas milhares de vezes, as asas de borboleta são cobertas de escamas com uma superfície de cristas e buracos que canalizam luz para o interior esponjoso da asa. Lá, feixes de tecido em forma de pilar espalham a luz até que sejam absorvidos.

Até recentemente, a explicação para as propriedades de absorção de luz de algumas borboletas negras era que se devia a um padrão de colmeia nos minúsculos orifícios na superfície da asa.

Porém, o novo estudo sugere que isso não importa. Observando as borboletas de quatro subfamílias, a equipa descobriu que as borboletas ultra-pretas sugam quantidades semelhantes de luz usando buracos com uma variedade de formas e tamanhos.

As principais diferenças entre asas ultra-pretas e pretas estão noutro lugar. Quando observaram as asas das borboletas sob um microscópio electrónico, descobriram que as asas negras ultra-pretas e pretas apresentam sulcos paralelos na sua superfície e pilares internos. Porém, os cumes e pilares são mais profundos e mais espessos em asas ultra-pretas.

Quando a equipa imitou diferentes asas em simulações de computador, as escalas sem a superfície ondulada ou os pilares internos refletiam até 16 vezes mais luz. Seria como passar de ultra-preto a castanho escuro, segundo Davis.

A razão pela qual a coloração ultra-preta aparece várias vezes na árvore genealógica das borboletas ainda não é clara.

A escuridão nas asas de muitas borboletas machos é mais escura do que nas fêmeas, por isso pode ser usada para se mostrarem a possíveis parceiras. As regiões pretas limitam manchas brancas ou coloridas, por isso, podem funcionar como uma moldura escura para fazer com que as manchas coloridas fiquem mais visíveis.

Negros profundos semelhantes já surgiram noutros animais, como aranhas pavões e aves do paraíso, que são conhecidas por refletir apenas 0,05% da luz visível. Porém, nenhum desses animais é tão escuro como os negros sintéticos mais negros já registados.

Para os cientistas, o que torna as borboletas interessantes é o facto de rivalizarem com a melhor nanotecnologia de captura de luz, usando estruturas com apenas uma fração da espessura.

Estas descobertas podem ajudar os engenheiros a projetar revestimentos ultra-negros mais finos que reduzem a luz dispersa sem sobrecarregar para aplicações que variam de camuflagem militar – para aeronaves furtivas para não serem vistas à noite ou detetadas por radar – a revestimentos de telescópios espaciais em estrelas fracas e distantes.

ZAP //

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