ZUSAMMENFASSUNG Schmetterlingsschuppen tragen zu den lebhaften Farben eines Schmetterlings bei und spielen entscheidende Rollen in Funktionen wie Thermoregulation, Wasserabweisung und Aerodynamik. Die zugrunde liegenden Mechanismen, die die Strukturformation der Schuppen in vivo steuern, sind jedoch nicht gut verstanden. In dieser Perspektive schlagen wir vor, dass mechanische Instabilitäten zentral für die Morphogenese der Schuppen sind und zur beobachteten Vielzahl von Schuppenmorphologien bei adulten Schmetterlingen führen können. Wir konzentrieren uns speziell auf das Zusammenspiel zwischen einem wachsenden weichen Kompartiment, das durch die Plasmamembran gebildet wird, und einer epikutikulären Hülle, den Einschränkungen, die diesem Kompartiment durch das Aktinzytoskelett auferlegt werden, und der raum-zeitlich heterogenen Sklerotisierung der kutikularen Vorstufen. Wir diskutieren Hypothesen darüber, wie intrazelluläre Prozesse die Zusammensetzung der in weiche Kompartimente sezernierten kutikularen Vorstufen steuern und wie mechanische Instabilitäten zur morphologischen Vielfalt von Rippchen, Lamellen und anderen Schuppenstrukturen führen können. Auf der Grundlage einer Reihe von Hypothesen über die grundlegenden mechanischen Prozesse, die die Sekretion von nicht lebendiger funktionaler biologischer Materie ermöglichen, wollen wir neuartige Herstellungsansätze in der Materialwissenschaft und im Ingenieurwesen inspirieren.
Prakash et al. (Mittw.) haben diese Frage untersucht.