Конденсат Pollia, уроженец Африки, использует наноразмерные структуры для получения наиболее интенсивного цвета, когда-либо изученного в биологической ткани. Изображение через PNAS
Крошечные твердые плоды Pollia конденсата, дикого растения, произрастающего в лесах Эфиопии, Мозамбика, Танзании и других африканских стран, нельзя есть сырыми, приготовленными или превращенными в напитки. Однако в Западной Уганде и в других местах маленькие металлические плоды растения долгое время использовались в декоративных целях из-за необычного свойства: они сохраняют яркий синий цвет в течение многих лет или даже десятилетий после их сбора. Образец в ботаническом саду Кью в Лондоне, собранный в Гане в 1974 году, до сих пор сохраняет свой переливающийся оттенок.
Заинтригованная команда исследователей из Кью, Кембриджского университета и Смитсоновского музея естественной истории решила изучить, как это растение производит такой ослепительный и стойкий цвет. Когда они попытались извлечь пигмент для изучения, они были удивлены, обнаружив, что у плода их не было.
Когда они исследовали P. конденсат на клеточном уровне, они поняли, что плод дает свой характерный цвет благодаря структурной окраске, радикально отличающемуся явлению, которое хорошо документировано в царстве животных, но практически неизвестно у растений. Они определили, что ткань плода более интенсивно окрашена, чем любая ранее изученная биологическая ткань - отражая 30 процентов света по сравнению с серебряным зеркалом, делая его более интенсивным, чем даже известный цвет крыльев бабочки Морфо . Их результаты были обнаружены в новом исследовании, опубликованном сегодня в Слушаниях Национальной академии наук .
Подавляющее большинство цветов в биологическом мире производятся пигментами - соединениями, производимыми живым организмом, которые избирательно поглощают определенные длины волн света, так что они кажутся цветом тех волн, которые они отражают. Например, большинство растений зеленого цвета из-за пигмента хлорофилла, используемого в фотосинтезе, который поглощает большую часть волн видимого света, кроме зеленого, отражая этот цвет в наших глазах. Как следствие, цвета растений, созданные пигментацией, выглядят одинаково, независимо от того, под каким углом мы их видим, и цвет ухудшается, когда растение умирает.
Однако P. Condsata производит свой яркий синий цвет благодаря крошечным нитям целлюлозы наноразмерного размера, которые уложены внутри его кожи. Эти пряди расположены в виде слоев извилистых, дугообразных спиральных форм, которые взаимодействуют друг с другом, рассеивая свет и создавая глубокую синюю окраску фруктов. Вот вид фруктов через электронный микроскоп, показывающий наличие цвета на клеточном уровне:
Темно-синий оттенок растения производится на клеточном уровне. Изображение через PNAS
Эти пряди также придают растению еще более захватывающее качество, и это (к сожалению) может быть оценено только лично: в зависимости от того, как вы держите плод и под каким углом вы его рассматриваете, каждая из его ячеек кожи фактически меняет цвет. Это связано с тем, что расстояние между сложенными наноразмерными волокнами варьируется от ячейки к ячейке, поэтому каждая ячейка имеет слегка различный оттенок, отражая свет влево или вправо, в зависимости от вашей точки обзора. Это объясняет его поразительный, пиксельный вид:
Каждая клетка кожи имеет немного другой цвет, что приводит к пикселизированному эффекту плода. Изображение через PNAS
Оказывается, причина, по которой цвет плода так долго держится, заключается в том, что его цвет встроен в его структуру, а не полагается на пигменты, которые со временем могут ухудшаться. Исследователи сообщают, что видели живые синие плоды, висящие на высохших мертвых стеблях P. конденсата в поле.
Исследовательская группа также попыталась объяснить, почему растение пойдет на такие неприятности, чтобы развить поразительный цвет - обман. Подражая внешнему виду сочного, питательного растения, цвет может обмануть птиц и животных в еде фруктов, тем самым широко рассеивая семена внутри, когда они испражняются.
Хотя использование животных для расселения является стратегией, характерной для многих растений, большинство из них вынуждены выделять драгоценные калории для производства сладкой, мясистой мякоти. Однако P. Condsata может распространять свои семена, просто показывая свои истинные цвета.
