Африканский фрукт — самый «яркий» объект в природе, но не использует пигмент для создания своего необычного цвета
Плод Pollia condensata, самый «яркий» объект в природе, получает свой синий цвет не от пигмента, а использует структурную окраску — метод отражения света определённых длин волн. Исследование опубликовано в журнале PNAS.
Большинство цветов вокруг нас — результат действия пигментов. Однако некоторые примеры в природе, включая павлина, жука-скарабея и теперь плод Pollia condensata, используют также структурную окраску.
Плоды состоят из клеток, каждая из которых окружена клеточной стенкой, содержащей целлюлозу. Исследователи обнаружили, что в плоде Pollia condensata целлюлоза уложена слоями, образуя хиральную (асимметричную) структуру, способную взаимодействовать со светом и обеспечивать избирательное отражение только определённого цвета. В результате эта уникальная структура отражает преимущественно синий свет.
Учёные также выяснили, что каждая отдельная клетка генерирует цвет независимо, создавая пиксельный или пуантилистский эффект (как на картинах Сёра). Этот цвет возникает при отражении света определённых длин волн от слоёв целлюлозы в клеточной стенке. Толщина слоёв определяет, какая длина волны света отражается. В результате одни клетки с более тонкими слоями отражают синий цвет, другие с более толстыми слоями — зелёный или красный.
Исследователи полагают, что растения вкладываются в сложную структуру окраски как в механизм распространения семян. Хотя плод Pollia не имеет питательной ценности, птиц привлекает его яркая окраска — возможно, для украшения гнёзд или впечатления партнёров.
Доктор Беверли Гловер из Кембриджского университета, соавтор исследования: «Это малоизвестное растение нашло фантастический способ создания неотразимого блестящего, сверкающего, разноцветного, переливчатого сигнала для каждой птицы в округе, не тратя свои драгоценные фотосинтетические ресурсы на птичий корм. Эволюция очень умна!»
Из-за способа создания цвет плода Pollia condensata не выцветает. Исследователи обнаружили, что образцы плода в гербарных коллекциях, датируемые XIX веком, были такими же красочными и блестящими, как и выращенные сегодня.
Доктор Сильвия Виньолини, ведущий автор статьи: «Вдохновляясь природой, можно получать умные многофункциональные материалы с использованием устойчивых методов из доступных и дешёвых материалов, таких как целлюлоза.
Мы считаем, что использование целлюлозы для создания цветных материалов может привести ко многим промышленным применениям. Например, съедобные наноструктуры на основе целлюлозы со структурной окраской могут заменить токсичные красители в пище. Более того, тот факт, что процессы экстракции и обработки целлюлозы уже используются в целлюлозно-бумажной промышленности, облегчает применение таких материалов для промышленных целей, таких как защитная маркировка или косметика».