Маскировка, подсказанная цикадой

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Наверняка вы знаете, кто такая цикада, и слышали, как она стрекочет в жаркий день. Стрекочет самец, да так громко, что воздух аж гудит. Слышно стрекот хорошо, а вот само насекомое не сразу и найдешь. А между тем оно сидит на стволе дерева или кустарника на самом виду, прямо перед глазами. Почему не видим? Из-за маскировки. И дело здесь не только в покровительственной окраске.

Оказывается, все тело цикады покрывают микроскопические зерна. Это полые сферические брохосомы диаметром от 300 до 700 нм с ячеистой внешней стенкой. Очертание брохосомы приближается к геометрии футбольного мяча или молекулы фуллерена: на ее поверхности чередуются отверстия в форме пяти- и шестиугольников размером от 100 до 280 нм. Эта вполне ажурная конструкция сделана из нескольких видов белков и липидов. А производят брохосомы сами цикады.

Кстати, впервые брохосомы обнаружили у кузнечиков и рассмотрели их в электронный микроскоп в 1952 году. Благодаря тому, что размеры брохосом соизмеримы с длинами волн солнечного спектра, эти ажурные структуры отлично поглощают свет, тем самым помогая ей маскироваться на местности.

Исследователи из Университета штата Пенсильвания решили в этом убедиться. Используя 3D-принтер, они создали искусственные аналоги брохосом — синтетические решетчатые сферы с отверстиями. Затем в ход пошли спектрометры, чтобы оценить отражательную способность наносфер в различных экспериментах. Эксперимент показал, что они действительно отражают на 80-94% меньше света.

Впервые исследователи наблюдали, как в природе свет контролируется с помощью полых частиц. Таким образом цикады маскируются, чтобы спрятаться от животных, глаза которых видят в том числе и ультрафиолетовый свет, например птиц и рептилий (PNAS).

Вот вам еще один природный патент, который, несомненно, можно использовать в мирных целях — для разработки новых светопоглощающих материалов и покрытий, для разработки солнечных систем и солнцезащитных кремов. Светоотражающим слоем брохосом также можно было бы покрывать таблетки, чтобы защитить их от разложения под действием света.

Материаловеды, природа неисчерпаема!