Таким образом, они вызвали первое структурное цветное изменение у животного, влияя на эволюцию. Открытие может иметь последствия для физиков и инженеров, пытающихся использовать эволюционные принципы в дизайне новых материалов и устройств.
Исследование появляется на этой неделе в журнале Proceedings Национальной академии наук.«Что мы сделали должен был вообразить новый целевой цвет для крыльев бабочки, без любого ведома того, был ли этот цвет достижим, и выбрал для него постепенно использование популяций живых бабочек», сказала Антония Монтейро, бывший преподаватель экологии и эволюционной биологии в Йельском университете, теперь в Национальном университете Сингапура.В этом случае Монтейро и ее команда изменили цвет крыла бабочки Bicyclus anynana от коричневого до фиолетового. Им были нужны только шесть поколений выбора.
Мало известно о том, как структурные цвета по своей природе развились, хотя исследователи изучили такие механизмы экстенсивно в последние годы. Большинство попыток биомимикрии включает нахождение в природе желательного результата и просто попытку скопировать его в лаборатории.«Сегодня, материаловеды делают сложные материалы, чтобы выполнить многократные функции.
Пространство параметров для дизайна таких материалов огромно, таким образом, не легко искать оптимальный дизайн», сказал Хой Цао, председатель Отдела Йельского университета Прикладной Физики, который также работал над исследованием. «Поэтому мы можем извлечь уроки из природы, которая получила оптимальные решения во многих случаях через естественную эволюцию более чем миллионы лет».Действительно, ученые объяснили, алгоритмы естественного отбора могут выбрать для многократных особенностей одновременно – который является стандартным режимом работы в мире природы.Желаемый цвет для крыльев бабочки был достигнут, изменив относительную толщину весов крыла – определенно, те из более низкой тонкой пластинки.
Потребовалось меньше чем год отборного размножения, чтобы вызвать цветное изменение от коричневого до фиолетового.Одна причина Bicyclus anynana был выбран для эксперимента, Монтейро сказал, состояла в том, потому что у этого есть разновидности кузена, которые развили фиолетовые цвета на их крыльях дважды независимо.
Воспроизводя такое изменение в лаборатории, Йельская команда показала, что популяции бабочек питают высокий уровень наследственной изменчивости, регулирующей толщину масштаба, которая позволяет им реагировать быстро на новые отборные условия.«Мы просто думали, был ли естественный отбор в состоянии изменить крыло, раскрашивает членов этого рода бабочки, возможно так можем мы», сказал Монтейро.