Ultructura scării aripilor care stă la baza culorilor iridescente convergente și divergente la fluturii Heliconius mimetici
Există și alte aspecte ale acestor semnale iridescente care nu sunt surprinse de modelarea vizuală. În primul rând, atât luminozitatea, cât și lungimea de undă a vârfului de reflexie se modifică în funcție de unghi (figura 3). Acest lucru poate însemna că diferențele care sunt evidente pentru prădători atunci când sunt măsurate pe aripi staționare pot să nu fie percepute ca atare pe indivizi vii, în mișcare. În al doilea rând, se știe că reflectoarele cu peliculă subțire stratificată care produc culoarea iridescentă produc, de asemenea, polarizarea luminii reflectate. Aceasta poate fi detectată de fluturi, dar probabil nu și de prădătorii aviari. Prin urmare, diferențele dintre reflectoarele de creastă pe care le-am documentat între specii ar putea permite discriminarea speciilor prin producerea unor semnale de polarizare diferite, chiar dacă culorile par mai puțin ușor de discriminat de către fluturi decât de către prădătorii aviari.
3.4. Perspective evolutive asupra procesului biologic de construire a unui reflector de creastă
În cadrul Heliconius se pare că modificarea crestelor de solzi pentru a produce reflectoare multistrat a avut loc de mai multe ori. Cu toate acestea, speciile co-mimetice nu par să fi atins un mimetism perfect în aceste culori structurale, sugerând că există constrângeri de dezvoltare în ceea ce privește capacitatea evolutivă de a modifica reflectoarele de creastă. Cea mai strălucitoare iridescență și cel mai înalt grad de modificare a crestelor de solzi se observă la H. sara, care aparține unei clade a tuturor speciilor iridescente, care probabil a evoluat iridescența cu câteva milioane de ani în urmă. Acest lucru sugerează că modificările structurale s-au acumulat treptat de-a lungul timpului evolutiv pentru a produce o culoare structurală mai strălucitoare în acest grup. În schimb, H. erato este remarcabilă prin faptul că pare să fi evoluat foarte recent o culoare structurală relativ strălucitoare.
Se pare că există trei caracteristici cheie care determină variația de nuanță și strălucire a culorii structurale la aceste specii: densitatea crestelor, curbura lamelor care alcătuiesc crestele și stratificarea lamelor. Densitatea crestelor pare să evolueze relativ rapid, speciile mimetice având o densitate similară a crestelor (tabelul 1 și figura 10). În schimb, curbura crestelor pare să evolueze mai lent la aceste specii, observându-se diferențe distincte între cele două clade majore: speciile din clada H. erato (H. erato, H. eleuchia și H. sara) par să aibă toate un profil mai plat al crestelor, în timp ce speciile din clada H. melpomene (H. melpomene și H. cydno) au un profil mai curbat al crestelor (figura 9). Acest lucru este valabil și pentru taxonii non-iridescenți: H. erato demophoon pare să aibă un profil de creastă mai puțin curbat decât H. melpomene rosina. Acest lucru poate explica de ce H. erato cyrbia a putut evolua rapid o culoare structurală iridescentă strălucitoare, în timp ce H. melpomene cythera și H. cydno par să nu fi fost în stare să o facă.
Lucrările anterioare asupra altor fluturi au arătat că crestele se formează între filamentele longitudinale de actină în timpul dezvoltării . Se știe mai puțin despre ceea ce determină plierea crestelor pentru a produce lamelele de creastă. Ghiradella a propus că acestea ar putea fi produse prin îndoirea crestelor sub presiune mecanică și că filamentele de actină pot fi, de asemenea, responsabile pentru producerea acestei presiuni. Acest lucru ar fi în concordanță cu rezultatele obținute de Dinwiddie et al. care au arătat că și actina joacă un rol esențial în alungirea celulei. Fluturii Heliconius oferă un sistem ideal pentru a înțelege mai bine aceste procese prin comparații între dezvoltarea solzilor și genetica moleculară.
Accesibilitatea datelor
Seturile de date care susțin acest articol au fost încărcate ca parte a materialului electronic suplimentar.
Contribuțiile autorilor
Majoritatea datelor a fost colectată de A.J.P. și J.E.B. N.J.N. și A.J.P. au conceput și coordonat studiul și au pregătit manuscrisul. N.J.N. a efectuat analiza sistemului vizual. Toți ceilalți autori au contribuit la aspecte specifice ale colectării și analizei datelor și au oferit comentarii asupra manuscrisului.
Intereseuri concurente
Declarăm că nu avem interese concurente.
Finanțare
Recunoștințe
Le mulțumim guvernelor din Ecuador și Panama pentru că ne-au dat permisiunea de a colecta fluturi; lui Owen McMillan și Elizabeth Evans pentru ajutorul lor în Panama; și lui Patricio Salazar și Caroline Bacquet pentru ajutorul lor în Ecuador. Îi suntem recunoscători doctorului Alan Dunbar pentru utilizarea microscopului electronic de scanare, care a fost posibilă prin grantul EPSRC 4CU nr. EP/K001329/1. De asemenea, îi mulțumim Annei Puttick pentru efectuarea unora dintre măsurătorile de reflectanță, lui Caroline Pouya pentru ajutorul acordat în laboratorul din Exeter, precum și lui Dan Wesley și Richard Archer pentru acoperirea cu metal a unora dintre probele utilizate în studiile SEM. Îi suntem recunoscători Adrianei Briscoe pentru îndrumarea sa în modelarea vizuală a Heliconius. Mulțumim European Synchrotron Radiation Facility pentru punerea la dispoziție a instalațiilor de radiație sincrotronică de la ID02 și suntem deosebit de recunoscători Dr. Sylvain Prevost pentru expertiza și priceperea de care a dat dovadă în a ne ajuta să măsurăm modelele SAXS ale acestor solzi.
Notele de subsol
Materialul electronic suplimentar este disponibil online la https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4058795.
Publicat de Royal Society în conformitate cu termenii Creative Commons Attribution License http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/, care permite utilizarea fără restricții, cu condiția ca autorul original și sursa să fie menționate.
.