在人们的印象中,蝴蝶都有着美丽的翅膀。然而在中、南美洲生活着一些与众不同的蝴蝶,它们褪去华丽的外衣,透明的翅膀和周围环境融为一体,远远看上去像“隐身”了一样。在众多拥有透明翅膀的蝴蝶中,有一种蝴蝶可以说非常典型,它就是玻璃翼蝶。
玻璃翼蝶(Greta morgane oto或Greta oto),中文正式名为宽纹黑脉绡蝶,属凤蝶总科下的蛱蝶科,绡蝶族(Ithomiini),黑脉绡蝶属。因翅膀透明如同玻璃一般而得名。有趣的是,尽管被叫作“玻璃翼蝶”,但它们的翅膀边缘并不透明,一般多为深棕色,红色或橙色以及黑色。
玻璃翼蝶体形较小,翅展一般约为5.6到6.1厘米,主要生活在中南美洲的墨西哥、巴拿马和哥伦比亚一带。玻璃翼蝶会进行迁徙,它们迁徙的距离很远,所以有时候也可以在更北部的佛罗里达看到它们的踪影。
我们常见的蝴蝶的翅膀上附有许多细小的鳞片和鳞毛,而绡蝶族中的许多种类,翅膀上都具有没有鳞片覆盖的区域,翅脉间大多也是没有颜色的薄膜组织。
大面积的透明翅膀加上细小纤瘦的身体,让玻璃翼蝶在密林中飞行的时候仿佛像一个幻影,难以被其他生物发现。它们就是靠着这种天然的伪装术,让敌人看不清它们到底在哪,赤裸裸地在光天化日之下逃避敌人双眼的。
其实,当玻璃翼蝶的幼虫羽化成蝶时,翅膀上的透明部分是有少量鳞片的。但在之后逐渐干燥的过程中,这些鳞片会慢慢脱落,最后变成仅有薄薄一层,如玻璃般的透明翅膀。
多年来,科学家一直试图解开玻璃翼蝶透明翅膀的秘密。科研人员发现,玻璃翼蝶翅膀的鳞片不仅更少,而且它们还能将鳞片转化为刚毛,从而让光线更容易穿透翅膀。通过显微镜进一步观察,这些刚毛之间存在着许多小突起,它们被称为“纳米柱”,这些纳米柱上还附着了一层蜡。这些纳米柱和蜡也是让玻璃翼蝶翅膀“隐身”的好帮手。
纳米柱使翅膀的表面粗糙,让光线向四面八方反射,形成漫反射,降低反光;而纳米柱上的蜡,因为密度大于空气,能够减缓光穿透翅膀的速度,速度的降低又降低了眩光,也一定程度上减少了反光。这种纳米柱就如同一层保护膜,把玻璃翼蝶的翅膀保护起来,也就解释了为什么玻璃翼蝶的翅膀是透明的。
玻璃翼蝶的透明翅膀,不仅保护了自己,也给人类科研带来启发。现在,很多飞机的机翼上也采用了类似的特殊纳米结构。这种结构在明亮的阳光照射下能有效地防止眩光。光线照射到机翼上的纳米结构阵列上时,光线不会被阵列反射,而是直接穿过。这与玻璃翼蝶的透明翅膀原理几乎一致。