Ein Team von interdisziplinären Wissenschaftlern aus Australien und Österreich hat eine Methode entwickelt, um zu verstehen, wie Schmetterlinge ihre faszinierenden Farben bilden.

Die Forschungsstudie, die von Prof. Dr. Bodo Wilts, Professor für Materialphysik an der Paris Lodron Universität Salzburg, geleitet wurde, wirft neues Licht auf ein bislang wenig verstandenes Phänomen in der Natur.

"Schmetterlinge und viele andere Insekten verfügen über winzige Nanostrukturen, die es ihnen ermöglichen, Farben zu erzeugen. Obwohl wir bereits viel über die optischen Eigenschaften dieser Strukturen wissen, ist der Entwicklungsprozess dieser Strukturen in biologischen Systemen immer noch ein Rätsel", erklärt Wilts.

Die Farben, die von diesen Strukturen erzeugt werden, entstehen durch die Wechselwirkung von Licht mit regelmäßig angeordneten Nanostrukturen - ein Phänomen, das als Strukturfarbe bezeichnet wird und in fast allen Lebensbereichen vorkommt, von Tieren und Pflanzen bis hin zu Bakterien. "Unsere Studie hat sich darauf konzentriert, eine Methode zu entwickeln, mit der wir die Farben, die diese Strukturen im Laufe der Zeit dynamisch entwickeln, präzise messen können", so Wilts.

Das Forschungsteam hat erfolgreich gezeigt, dass Hyperspektralmikroskopie - eine spezielle Technik, die spektrale Informationen für jedes Bildpixel liefert - die notwendige räumliche, zeitliche und spektrale Auflösung besitzt, um die Entwicklung optischer Nanostrukturen in lebenden biologischen Systemen sichtbar zu machen. "Diese Technik eröffnet uns völlig neue Möglichkeiten, den dynamischen Prozess der Farbentstehung bei Schmetterlingen und anderen Insekten in der Zukunft zu untersuchen", fügt Wilts hinzu.

Im Gegensatz zur herkömmlichen Lichtmikroskopie, die lediglich in drei Farbkanälen (rot, grün und blau) aufzeichnet, kann die Hyperspektralmikroskopie Hunderte von Farbkanälen erfassen. Dadurch lassen sich die Nanostrukturen und potenziell deren Entwicklung in Echtzeit beobachten.

Die vollständigen Ergebnisse der Studie "Elucidating nanostructural organisation and photonic properties of butterfly wing scales using hyperspectral microscopy" sind in der Fachzeitschrift Interface der Royal Society veröffentlicht. Link zur Studie

KONTAKT:
Prof. Dr. Bodo Wilts
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Department of Chemistry and Physics of Materials
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