Inilah Proses Sayap Kupu-Kupu Tumbuh di dalam Kepompong

Berita Baru, Amerika Serikat – Sebuah video dan foto menakjubkan telah mengungkapkan bagaimana kupu-kupu tumbuh dan menyusun sisik-sisik kecil yang membentuk sayap mereka saat mereka menjalani proses metamorfosis didalam kepompong.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, Sisik ini, yang jumlahnya ratusan ribu, dari keduanya memberi warna dan kilau pada sayap kupu-kupu, serta bertindak untuk melindungi dari bahan sayap itu sendiri.

Para ahli Institut Teknologi Massachussets menggunakan teknik pencitraan canggih untuk memetakan sisik pada sayap kupu-kupu betina yang seperti “dicat” saat mereka terbentuk.

Ini adalah pertama kalinya proses seperti itu ditangkap secara real-time, dengan para ahli sebelumnya harus mengandalkan snapshot foto momen dalam pengembangan sayap.

Temuan mereka, kata tim, dapat berfungsi sebagai cetak biru untuk pengembangan bahan baru untuk aplikasi termasuk jendela warna-warni dan tekstil tahan air.

Studi ini dilakukan oleh insinyur mesin Anthony McDougal dan rekan-rekannya di Massachussets Institute of Technology.

“Kupu-kupu mengontrol banyak atribut sayap mereka dengan tepat membentuk arsitektur struktural sisik sayap mereka,” jelas Dr McDougal.

Mempelajari cara menerapkan strategi serupa “dapat digunakan, misalnya, untuk memberi warna dan sifat pembersih sendiri pada mobil dan bangunan.”

“Sekarang kita dapat belajar dari kontrol struktural kupu-kupu terhadap material berstruktur mikro-nano yang kompleks ini.”

Untuk menangkap bagaimana sisik sayap terbentuk, para peneliti pertama-tama mengangkat ulat dalam wadah individu. Mereka memilih untuk mempelajari wanita lukis (Vanessa cardui), spesies yang sayapnya memiliki ciri-ciri yang sama dengan kebanyakan kupu-kupu.

Setelah setiap serangga membungkus dirinya dalam kepompong dan memulai metamorfosisnya, tim dengan hati-hati memotong bahan setipis kertas, mengupas sebuah kotak kecil yang mereka isi dengan jendela transparan, ini membiarkan mereka melihat ke dalam sayap yang sedang berkembang.

Akhirnya, tim menggunakan jenis pencitraan yang dikenal sebagai “mikroskop fase refleksi korelasi bintik”, yang bekerja dengan menyinari banyak titik cahaya kecil di sayap dan mengukur bagaimana masing-masing dipantulkan kembali untuk membuat peta subjek.

Keuntungan dari bidang bintik ini daripada berkas cahaya yang lebar, para ahli menjelaskan, adalah tidak membahayakan sel-sel halus kepompong.

“Sebuah bidang berbintik-bintik seperti ribuan kunang-kunang yang menghasilkan bidang titik iluminasi,” kata penulis makalah dan ahli pencitraan biologi Peter So.

“Dengan menggunakan metode ini, kami dapat mengisolasi cahaya yang datang dari lapisan yang berbeda, dan dapat merekonstruksi informasi untuk memetakan struktur secara efisien dalam 3D.”

Melalui visualisasi sayap kupu-kupu yang sedang tumbuh, tim dapat mengamati pembentukan fitur struktural yang sangat detail termasuk wahana setinggi nanometer di permukaan setiap skala berukuran mikrometer.

Dalam beberapa hari setelah awal metamorfosis, para peneliti menemukan, sel-sel akan dengan cepat berbaris dalam barisan, akhirnya membelah menjadi pola sisik ‘penutup’ berpigmen dan sisik ‘tanah’ struktural.

“Banyak tahapan ini dipahami dan dilihat sebelumnya,” jelas Dr McDougal.

“Tapi sekarang kita bisa menyatukan semuanya dan terus menonton apa yang terjadi, yang memberi kita lebih banyak informasi tentang detail bagaimana sisik terbentuk.”

Saat setiap sisik mencapai ukuran akhirnya, ia terlihat tumbuh panjang, punggungan tipis yang menyerupai potongan atap bergelombang, tetapi dengan cara yang tidak terduga.

Sudah lama diasumsikan bahwa alur-alur ini terbentuk melalui kompresi, terjepit saat tumbuh, hingga akhirnya menyerupai embusan akordeon.

Namun, sebaliknya, Dr McDougal dan rekan menemukan bahwa sisik terus tumbuh, bukannya menyusut, saat tonjolan muncul, menunjukkan bahwa mekanisme yang berbeda harus berperan. Proses tersebut, kata tim, memerlukan penyelidikan lebih lanjut.

proses ini, tim menjelaskan, membantu tidak hanya untuk mengontrol warna serangga, tetapi juga membantu sayap untuk menumpahkan hujan, kelembaban dan panas berlebih.

“Makalah ini berfokus pada apa yang ada di permukaan sayap kupu-kupu,” simpul Dr McDougal.

“Tapi di bawah permukaan, kita juga bisa melihat sel-sel meletakkan akar seperti wortel, dan mengirimkan koneksi ke akar lain. Ada komunikasi di bawah permukaan saat sel-sel terorganisir.”

“Dan di permukaan, sisik terbentuk, bersama dengan fitur pada sisik itu sendiri. Kita bisa memvisualisasikan semuanya, yang sangat indah untuk dilihat.”

Temuan lengkap dari penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.