Le ailes de papillon attirer pour couleurs vives et le mouvement agile qui les caractérise. Pourtant, l’aspect qui devrait le plus vous surprendre n’est pas tant l’esthétique, mais plutôt le fait que fonctionnel étant donné que, grâce à leur forme et leur structure, ce sont des outils parfaits non seulement pour voler, mais aussi pour thermorégulationla communication de signaux de défense ou d’attraction du partenaire et même pour le résistance aux agents pathogènes. Les chercheurs pensent que divers facteurs tels que l’habitat, les prédateurs et les relations intraspécifiques ont été les causes sélectives qui ont agi sur l’évolution de la forme et des couleurs des ailes de ces insectes. Tous les lépidoptères, papillons et mites, ont deux paires d’ailes composé d’une double couche membraneuse, renforcée par une ramification de côtes : un peu à la manière d’un cerf-volant. Le membrane sont couverts par des milliers de microéchelles à tel point que le nom même de Lépidoptères dérive du grec lepís « écaille » et pterón « aile », donc des animaux aux ailes couvertes d’écailles. Ces micro-structures recouvrant l’aile lui confèrent des propriétés antirefletcapacité d’absorption de chaleur, hydrophobie et bien plus encore. Cette « poudre » impalpable qui reste sur nos doigts si nous essayons d’attraper un papillon est précisément la couche d’écailles. Mais attention ! C’est précisément pour cette raison, les ailes ne doivent jamais être touchées car il en faut très peu pour les détruire, condamnant l’animal à mort.
Comment se forment les couleurs des ailes du papillon : les écailles
Les différentes couleurs proviennent decouleur et microstructure ensemble des flocons individuels. Certains pigments contenus dans les écailles absorbent sélectivement certaines longueurs d’onde de la lumière et, en même temps, la série de nanostructures qui caractérisent chaque écaille (crêtes, lamelles, microrugosités) agit comme réseaux de diffraction c’est-à-dire comme une sorte de prisme capable de séparer la lumière en ses couleurs.
En effet, une étude de 2024 a mis en évidence propriétés optiques dynamiques des écailles : certains réflexes dépendent de l’inclinaison de l’aile et par conséquent de toutes ses écailles. Chez certaines espèces, les couleurs résultent moins brillant lorsque l’aile est en position verticale versus lorsqu’elle est en position horizontale.
De cette façon, lorsque nous voyons des ailes jaunes, oranges et rouges, cela signifie que les écailles de couverture et de base présentes sur l’aile contiennent des pigments absorbants sélectifs pour la longueur d’onde spécifique. La couleur bleue vient de conformation des écailles et par le chevauchement d’écailles de formes différentes. Le blanc cela vient plutôt du fait que les écailles qui couvrent l’aile et celles qui forment la couche de base sont toutes deux bleumais comme ils sont superposés les uns aux autresle résultat optique est une légère couleur blanchâtre.
Les fonctions des dessins et des différentes couleurs
Chaque groupe de papillons a une coloration et une schéma de conception des ailesà tel point qu’il est considéré parmi les caractères distinctifs précisément pour la classification des espèces. La couleur a plusieurs significations fonctionnelles spécifiques à l’espèce. Par exemple, la combinaison du rouge, du jaune ou du noir correspond souvent à des signaux toxicité ou indigestes pour tous les prédateurs : c’est ainsi qu’on les appelle couleurs aposématiquesun nom qui dans ce cas aussi dérive du grec (« apo », loin et « sema », signal). De superbes designs œil sur les ailes de certaines espèces ont tendance à effrayer le prédateur. Certaines couleurs permettent à l’animal de camouflage parfaitement avec le milieu environnant; d’autres encore pour reconnaître le partenaire de la même espèce.
Un système parfait pour la thermorégulation
Les ailes contribuent également efficacement au mécanisme de thermorégulation du papillon grâce à un effet combiné de la couleur et de la position qu’ils prennent. Ils obtiennent le maximum d’exposition au rayonnement solaire lorsque les ailes sont complètement ouvert et horizontal un peu comme les panneaux solaires et le minimum lorsqu’ils sont fermés et en position verticale. Il a été observé dans certaines expériences que la fermeture des ailes entraîne une dispersion jusqu’à 20 % de la température thoracique en cas de chaleur excessive.
Des papillons comme ça Pieris ils utilisent plutôt une position particulière des ailes pour favoriser l’exposition au soleil par réflexion, afin de transmettre le rayonnement vers le corps, comme le confirment des études des années 1980. Même le coloration de toute la surface de l’aile influence les mécanismes d’accumulation ou de dispersion de la chaleur. Par exemple, toujours à partir de l’étude du genre Pieris il est apparu que la coloration noire (mélanique) dans les régions les plus externes de l’aile, vers les bords, concentre l’absorption du rayonnement dans la partie périphérique et abaisse la température corporelletandis que les parties noires sont placées dans d’autres zones des ailes, ils aident à réchauffer le corps.
Comment la structure et la forme des ailes déterminent le vol
La taille, la forme et encore les micro-écailles des ailes confèrent au papillon un fonctionnalité parfaite en vol. Les écailles sont disposées selon un schéma aérodynamique qui favorise ascenseur de volc’est-à-dire la force aérodynamique qui pousse vers le haut et permet de s’élever et de se soutenir en vol.
Les ailes sont reliées au thorax via un mécanisme levier. La surface des ailes du papillon est très grande par rapport au corps : pensez que les femelles du papillon Reine Alexandra (Ornithoptera alexandrae) qui vit en Papouasie-Nouvelle-Guinée atteint une envergure d’environ 25 à 28 cm, lui garantissant le record du plus grand papillon du monde. Malgré cet écart entre la taille du corps et la taille des ailes, les papillons sont dotés de capacités qui leur permettent de contrôler chaque volet de l’aile avec un système bien plus efficace même que celui d’une libellule. Ce système sophistiqué permet aux papillons de maintenir un vol stable même en présence de rafales de vent.
Les microstructures des ailes avec fonction hydrofuge et antibactérienne
Les écailles qui recouvrent les ailes observées au Microscope Electronique à Balayage (MEB) présentent une ultrastructure en « escalier » qui favorise une action hydrofuge et antibactérienne. En gros les gouttes d’eau ils sont incapables d’adhérer et ils glissent rapidement sur la surface de l’aile, emportant avec eux des microparticules de saleté ou de bactéries. Les surfaces sont composées de matériaux tels que chitine qui ont aussi des propriétés hydrophobe, c’est-à-dire qu’ils repoussent l’eau et l’effet combiné entre la composition et la structure lui donne un effet marqué propriétés répulsives et autonettoyantes. Selon des recherches récentes, en effet, la structure en échelle, combinée à la déperlance, rendrait difficile l’adhésion des bactéries à la surface des ailes et leur reproduction.