Павлиньи перья известны своим характерным металлическим отливом, но немногие понимают, что эти оттенки создаются крошечными структурами, которые рассеивают свет, а не пигментируют. Это явление ответственно за яркие голубые и зеленые оттенки оперения павлина, а также за радужную окраску крыльев бабочки и других животных.
В прошлом ученые изо всех сил пытались воспроизвести эти структурные или естественные цвета, но исследование, проведенное Кембриджским университетом и голландской биотехнологической компанией Hoekmine BV, предполагает, что этот процесс станет намного проще.
Кристина Аеле Джосса из Atlas Obscura сообщает, что исследователи обнаружили воспроизводимый генетический код для естественных цветов, что означает, что теперь уникальные оттенки можно выращивать в течение 24 часов. Ранее для воспроизведения цветов требовался электронный луч и несколько недель.
«Крайне важно отобразить гены, ответственные за структурную окраску, для дальнейшего понимания того, как наноструктуры создаются в природе», - говорится в пресс-релизе соавтора исследования Villads Egede Johansen. «Это первое систематическое исследование генов, лежащих в основе структурных цветов - только у бактерий, но в любой живой системе».
Согласно пресс-релизу, проект команды, сфокусированный на генетических манипуляциях с flavobacterium, может привести к массовому производству биоразлагаемых нетоксичных красок всех цветов природы.
Основанные на их внутренних наноструктурах, колонии flavobacterium естественно отражают металлический зеленый цвет. Как объясняет Майкл Ирвинг из Нового Атласа, ученые хотели определить, какие гены ответственны за создание этого структурного цвета. Команда создала колонии с определенными мутациями - такими как различный размер и локомоция - и сравнила их с контрольной группой бактерий. Они поняли, что видоизмененные образцы отражают разные цвета в зависимости от их внутренней структуры.
Йохансен, эксперт по био-вдохновенной фотонике, рассказывает Джоссе, что палочковидные бактерии имеют диаметр около половины микрометра.
«Колония упакована упорядоченно, как куча труб или цилиндров», - говорит он. Таким образом, изменяя размеры и размеры flavobacterium, команда могла создавать цвета из всего спектра. Исследователи также смогли приглушить эти цвета или полностью их устранить. Джосса сообщает, что цвета, не относящиеся к спектру, такие как белый и коричневый, было сложнее спроектировать, но они могут быть отражены путем изменения угла бактерии.
В дальнейшем ученые надеются изучить возможность сбора флавобактерий для крупномасштабного производства нетоксичных красок, которые «выращивают», а не производят.
«Мы видим потенциал в использовании таких бактериальных колоний, как фотонные пигменты, которые можно легко оптимизировать для изменения окраски под воздействием внешних раздражителей и которые могут взаимодействовать с другими живыми тканями, тем самым адаптируясь к изменяющейся среде», - говорит соавтор исследования Сильвия Виньолини в Заявление: «Будущее открыто для биоразлагаемых красок на наших автомобилях и стенах - просто благодаря тому, что мы вырастим именно тот цвет и внешний вид, который нам нужен»
