Universo dei Lepidotteri #15 - I pigmenti e la colorazione strutturale

I bellissimi disegni sulle ali delle farfalle rappresentano l'elemento che distingue i Lepidotteri dagli altri ordini di insetti alati, aventi ali traslucide ed uniformi. Le farfalle, infatti, possiedono ali diverse non solo per la forma (appuntita o arrotondata, frastagliata o continua, con le code e via dicendo), ma anche per l'incredibile gamma di colori che le rende così straordinariamente belle.

Osservando le tonalità delle farfalle è possibile ammirare ogni sfumatura percepibile dall'occhio umano. Ma com'è possibile una tale meravigliosa varietà?

Alcune farfalle tropicali, come il Papilio rumanzovia, sfoggiano combinazioni di colori rosso e nero per avvertire i predatori che sono inappetibili.

I disegni e i colori delle ali sono formati da una fitta sovrapposizione di squame disposte come le tegole di un tetto; nelle farfalle primitive queste squame erano dei peli che, in 200 milioni di anni di evoluzione, si sono modificati. I colori possono essere prodotti da pigmenti, da modificazioni strutturali delle squame, o da entrambi i fattori.

Il Papilio memnon sfoggia una colorazione pigmentata di avvertimento.

Nella colorazione pigmentata i colori sono derivati da sostanze chimiche che si originano da processi metabolici (spesso come prodotti secondari delle escrezioni) e sono contenuti nel piccolo spazio vuoto all'interno di ogni singola squama. Tra i pigmenti più importanti ricordiamo la melanina, che genera le colorazioni nerastre e marroni, la famiglia delle pterine (leucopterina, xantopterina, eritropterina....) che producono il bianco, il giallo, l'arancio e il rosso, presenti soprattutto nei Pieridi. I flavoni danno origine ai colori crema e giallo in molte altre famiglie di farfalle. Alcuni pigmenti sembrano originarsi direttamente dalle foglie della pianta di cui si nutre la farfalla allo stadio di bruco. Il papilionide Troides magellanus è un bell'esempio di come la colorazione possa modificarsi quando cambia la posizione da cui si osservano le ali. In questo caso, il giallo delle ali posteriori muta in un azzurro-verdastro iridescente.

Esemplare di Troides magellanus fotogrfato da due angolazioni diverse.

I colori morfologici sono prodotti dalle proprietà fisiche delle squame. Le tonalità che noi percepiamo sono date dall'interferenza delle onde luminose con squame trasparenti, dotate di micro-fessure, creste e solchi longitudinali. In alcune specie queste micro-sporgenze sono organizzate in strati sottili costituiti da materiale traslucido e disposti con un'angolatura costante, inoltre sono alternati tra una squama e l'altra da uno spazio vuoto. La luce bianca, che in realtà è policromatica, cioè formata da tutti i colori, viene riflessa dalle squame con lunghezze d'onda diverse, cioè con sfumature differenti ed effetti metallizzati a seconda dell'angolazione con la quale si osservano le ali.

Morpho rhetenor, un tipico esempio di farfalla con colorazione strutturale.

Alcuni esempi evidenti sono forniti dalle ali delle farfalle blu ed azzurre del genere Morpho, ma più in generale possiamo dire che molte tonalità di verde e azzurro delle farfalle sono prodotte in questo modo. Per distinguere i due tipi di colorazione si può fare un test: basta far cadere qualche goccia di acqua sulle ali di una farfalla; se hanno una colorazione pigmentata, non cambieranno tonalità, se hanno una colorazione strutturale, diventeranno nettamente più opache.

Struttura delle squame e rifrazione della luce.

Riferimenti:

• Panzetti. P., Peruzzo A., Pitton. L., Rosa P., Vercellini G., 2003-2004 - Le farfalle più belle del mondo - Alberto Peruzzo Editore SRL, Milano, 250 pp.
• Peruzzo A., Pitton L., Vercellini G., 2007 - La natura in 1000 forme e colori, vere farfalle da collezione - Alberto Peruzzo Editore & Geoworld Srl, Milano, 180 pp.