Contra un trozo de cartulina negra, las alas de la mariposa macho de corazón de ganado se ven incluso más negras que el negro.

"Algunos animales han llevado el negro al extremo, "dijo Alex Davis, estudiante de posgrado en el laboratorio del biólogo de la Universidad de Duke Sönke Johnsen.

Las mariposas que estudian son de 10 a 100 veces más oscuras que el carbón, asfalto fresco, terciopelo negro y otros objetos negros cotidianos. Tan solo el 0,06% de la luz que les llega se refleja en el ojo. Eso se acerca a los recubrimientos negros más negros hechos por humanos para ayudar a los paneles solares a absorber más energía del sol. o que alinean los telescopios para reducir la luz parásita.

Sin embargo, logran este efecto de captura de luz utilizando escamas de alas que tienen solo unas pocas micras de profundidad, solo una fracción del espesor de los recubrimientos sintéticos más negros.

En un estudio de la edición del 10 de marzo de la revista Comunicaciones de la naturaleza , Los investigadores de Duke informan que las mariposas ultra negras de regiones dispares del globo parecen haber convergido en el mismo truco. El secreto para hacer que los negros sean tan oscuros y livianos, ellos dicen, no es un excedente de melanina, el pigmento responsable de las plumas de un cuervo o del pelaje de un gato negro. Es una ilusión óptica creada por la estructura tridimensional de las escamas de las alas de las mariposas.

La luz entra en sus escamas pero muy poco rebota.

En el estudio, Davis, Johnsen y el profesor de Duke Fred Nijhout utilizaron microscopía electrónica de barrido de alta resolución y simulaciones por computadora para examinar las estructuras microscópicas en las alas de 10 especies de mariposas ultranegras y cuatro mariposas negras o marrones oscuras regulares de América Central, del Sur y Asia.

Las alas de las mariposas pueden verse suaves a simple vista. De cerca, es una historia diferente. Magnificado miles de veces, las alas de mariposa están cubiertas de escamas con una superficie de malla de crestas y agujeros que canalizan la luz hacia el interior esponjoso de la escala. Allí, Los haces de tejido en forma de pilares dispersan la luz hasta que se absorbe.

Hasta hace poco, la explicación de las increíbles propiedades de absorción de luz de algunas mariposas negras fue que se debió a un patrón en forma de panal en los pequeños agujeros en la superficie de las escamas.

Pero el nuevo estudio sugiere que "eso no importa, Johnsen dijo. Al observar las mariposas de cuatro subfamilias, la gama más amplia de mariposas ultranegras que se han examinado hasta la fecha, el equipo descubrió que otras mariposas ultranegras absorben cantidades similares de luz utilizando agujeros con una variedad de formas y tamaños. , desde panales y rectángulos hasta un patrón de chevron.

Resulta que las diferencias clave entre las escalas negras ultranegras y regulares se encuentran en otra parte. Cuando miraron las alas de las mariposas bajo un microscopio electrónico, encontraron que tanto las escamas negras ultranegras como las regulares tienen crestas paralelas en su superficie y pilares en su interior. Pero las crestas y los pilares son más profundos y gruesos en escamas ultranegras en comparación con las escamas negras "normales".

Cuando el equipo imitó diferentes escalas de alas en simulaciones por computadora, las escamas que carecen de la superficie estriada o de los pilares interiores reflejan hasta 16 veces más luz. Eso sería como pasar de ultra negro a marrón oscuro, Dijo Davis.

Esta arquitectura 3-D es tan buena para tragar la luz que las escamas ultranegras todavía se ven negras incluso cuando están recubiertas de oro.

"Casi no puedes hacerlos brillar, "Dijo Davis.

Negros profundos similares han aparecido en otros animales, como arañas pavo real y aves del paraíso, que se sabe que reflejan tan solo un 0,05% de la luz visible.

Ninguna de estas bellezas naturales es tan oscura como los negros sintéticos más negros registrados, que absorben más del 99,99% de la luz entrante utilizando "bosques" compactos de nanotubos de carbono de entre 10 y 50 micrones de altura. Pero, ¿qué hace que las mariposas sean interesantes? los investigadores dicen, ¿rivalizan con la mejor nanotecnología que atrapa la luz? utilizando estructuras que son solo una fracción del grosor.

Por último, Los hallazgos podrían ayudar a los ingenieros a diseñar recubrimientos ultra negros más delgados que reducen la luz parásita sin apelmazar las cosas. para aplicaciones que van desde camuflaje militar, para aviones furtivos que no se pueden ver de noche o detectados por radar, hasta revestir telescopios espaciales dirigidos a débiles, estrellas distantes.

Aún no está claro por qué la coloración ultra negra ha aparecido una y otra vez en el árbol genealógico de las mariposas. Johnsen dijo.

The blackness on the wings of many male butterflies is darker than it is on their female counterparts, so one theory is it helps them show off to potential mates. The black regions always border white, de colores, or iridescent patches, so the idea is they might work like a dark picture frame to make the brighter blotches pop.

"Artists have known for a long time that the same color can look very different on different backgrounds, " Johnsen said.

El siguiente paso, Davis said, is to figure out how many times butterflies have evolved ultra-black wings, and determine whether those species have anything in common that might help explain what favored the change.

"Why be so black?" Davis said. "We think it's likely some sort of signal to mates or maybe a predator. But there's a host of other possibilities, and we're hoping to clear that up."