Særlige evner fra sommerfuglen inspirerer forskere verden over
Verden over er forskere i fuld gang med at aflure sommerfuglens hemmeligheder for at udvikle alt fra bedre solceller til droner og medicinsk udstyr.Indbegrebet af sommeridyl er, når farverige sommerfugle blafrer rundt blandt blomster og pryder haven. Men sommerfuglen er langt mere end blot en fryd for øjet – det vender vi tilbage til.
Sommerfugle tilhører insektordenen Lepidoptera. De smukke dagsommerfugle udgør blot 20.000 af omkring 160.000 arter, mens de resterende er natsommerfugle som møl og natsværmere.
Sommerfuglens oprindelse og fortid er fortsat lidt af et mysterium. Der findes nemlig kun meget få fossiler, da sommerfuglens krop hurtigt nedbrydes, og derfor har man svært ved at blive klog på det smukke insekts historie inden for forskningen.
På grund af sommerfuglens tætte forhold til blomster har forskernes teori dog længe været, at insektet udviklede sig sideløbende med de blomsterbærende planter i kridttiden for 136-65 millioner år siden. Men i 2018 lykkedes det en gruppe tyske forskere at udgrave fossiler af 200 millioner år gamle vingeskæl, og det tyder altså på, at sommerfugle har levet, længe før blomster for alvor blev udbredt og indeholdt nektar.
Natur og Miljø
Artiklen blev først bragt i vores medlemsmagasin Natur og Miljø.
Modtag magasinet direkte i din postkasse og støt en god sag. Meld dig ind herunder.
Nulevende sommerfugle lever over hele verden og i mange forskellige miljøer – lige fra tropisk regnskov og bjerge til enge og villahaver. Og insekterne spiller en vigtig rolle i økosystemerne. Både som næringskilde for en lang række dyr, f.eks. flagermus, fugle, firben og mus, og som bestøvere.
For mens sommerfuglene mæsker sig i blomsternes nektar, opsamler de pollen, som de transporterer videre til andre blomster. Op mod 90 pct. af klodens blomsterbærende planter er afhængige af bestøvere som bier og sommerfugle, så sommerfuglens forsvinden kan få vidtrækkende konsekvenser.
Læs også: Sådan får du flere sommerfugle i haven
Effektiv flyveteknik
Sommerfugle kendetegnes af de mønstrede og farverige vinger, og det er i høj grad også vingerne, som fanger forskernes opmærksomhed.
Umiddelbart ser sommerfugle ikke synderligt aerodynamiske ud, da de store vinger øger luftmodstanden. Derfor har den generelle opfattelse været, at vingernes udformning i højere grad er udviklet med henblik på at tiltrække partnere, camouflering og som advarselssignal til rovdyr end for at optimere flyvefærdigheder. Men vingerne er faktisk bygget til effektiv flyvning.
Et forskerhold fra Lund Universitet i Sverige har testet kejserkåbens flyvning i vindtunneller. Undersøgelsen afslørede, at sommerfuglen benytter en unik klap sammen-teknik, hvor vingerne først klappes sammen forneden, hvilket danner en midlertidig luftlomme foroven. Når den øverste del af vingerne efterfølgende klappes sammen, trykkes luften ud og skaber en acceleration, der giver sommerfuglen et hurtigt ryk fremad.
Læs også: Tag på sommerfuglejagt!
Flyveteknikken er ifølge forskerne effektiv til at undslippe pludselige angreb fra rovdyr. Og den muliggøres ikke kun af vingernes form, men også af deres fleksibilitet. Forskerne vil nu efterligne vingernes egenskaber for at forbedre små droners flyvefærdigheder og optimere deres manøvredygtighed og stabilitet i luften. De har allerede designet mekaniske vinger efter sommerfuglens dessiner, og testforsøg har vist, at impulsen fra klappet var 22 pct. kraftigere med fleksible vinger end med rigide.
Vingernes sanseapparater
Droneteknologi er dog langtfra det eneste, sommerfuglen hjælper med at forbedre. Insektets fintfølende natur gør det i stand til at sanse sin omverden ekstremt effektivt. Og det har inspireret forskere til at udvikle bedre sensorteknologier, som kan bruges til f.eks. medicinsk udstyr, miljøovervågning og sikkerhedsforanstaltninger.
Sommerfuglevinger er fyldt med sanseapparater, der blandt andet registrerer luftbevægelser, vibrationer, temperaturer, fugtighed og elektromagnetiske felter.
Udforskning af vingernes sanseapparater har banet vej for udviklingen af en række avancerede sensorteknologier, der med stor præcision registrerer og analyserer informationer fra omgivelserne på samme måde som sommerfuglevinger.
De kan f.eks. hjælpe med at opfange små ændringer i miljøet såsom jord- og luftkvalitet samt fugtighed og temperatur og dermed gøre det lettere at overvåge, beskytte og forbedre miljøet. Det kan især hjælpe landmænd med at skabe optimale vækstbetingelser til deres afgrøder.
Forskere har også skabt en effektiv og energivenlig såkaldt brintsensor inspireret af små lysfølsomme strukturer på nogle sommerfugles vinger.
Læs også: Hjælp naturen: Træer og buske du skal plante i din have
Brintsensorer anvendes blandt andet som sikkerhedsforanstaltninger i industrien ved opbevaring af brint. Ved høje koncentrationer er brint nemlig yderst brandfarligt og eksplosivt. Og i modsætning til nuværende brintsensorer, der enten kan måle store eller små mængder brint, kan den nye sensor registrere et langt bredere spektrum af koncentrationer.
Dermed kan den nye sensor ikke alene opspore små lækager i god tid, men kan samtidig også advare mod store eksplosionsfarlige koncentrationer i luften. Evnen til at spore bittesmå mængder brint gør den desuden velegnet til at afsløre bakterier i fødevarer eller diagnosticere tarmsygdomme ved at måle minutiøse forskelle i brint-indholdet i udåndingsluften hos en patient.
Og mens nuværende brintsensorer kræver temperaturer på 150-400 grader for at fungere, virker den nye sensor ved stuetemperatur, hvilket gør den betydeligt mere energivenlig. Sensoren er i stedet drevet af energi fra effektiv lysabsorption takket være de lysfølsomme strukturer, som forskerne har fundet på sommerfuglevinger.
Læs også: 5 fejl du skal undgå i sommerhaven
Evnen til at absorbere lys kan også hjælpe os med at høste solenergi mere effektivt. Almindelige solceller reflekterer omkring 35 pct. af solens stråler. Men det spild kan undgås takket være sommerfugle.
Et forskerhold har studeret den sortvingede sommerfugl Pachliopta aristolochiae. Vingerne er sorte, fordi alt lyset bliver absorberet af små strukturer på vingerne. Da forskerne imiterede strukturerne og overførte dem til solceller, blev lysabsorberingen forøget med 90-200 pct.
Også sommerfuglens øjne har ført til vigtig teknologisk udvikling. Inspireret af sommerfuglens øjne har et amerikansk forskerhold udviklet et kamera, der kan bruges til effektivt at identificere tumorvæv under operationer. Kameraet er hele 1.000 gange mere sensitivt end de nuværende teknologier, som kirurgerne bruger. Det forbedrer kirurgernes arbejdsvilkår markant og øger dermed chancerne for mere succesfulde operationer.
Læs også: Plant et tørstetræ i haven og hjælp citronsommerfuglen
Verdens bestande i frit fald
Men mens forskere er i fuld gang med at udforske sommerfuglens hemmeligheder, er verdens bestande i frit fald. Adskillige arter er forsvundet, og ifølge prognoserne er endnu flere arter på vej ud over afgrunden. I Danmark er 12 ud af 75 indfødte arter forsvundet siden 1970, og 23 er alvorligt truede eller meget tæt på at være det.
En af hovedårsagerne til sommerfuglenes mistrivsel er massive klimaforandringer. Derfor er det nærmest ren poesi, at sommerfugle tilbyder en række løsninger til klimakrisen og f.eks. kan hjælpe os med overgangen til mere bæredygtig energi ved at give os opskriften på mere effektive solceller.
Artiklen er skrevet af Jonas Meldal og bragt i medlemsmagasinet Natur og Miljø.
