Развитие, функция и эволюция растительных наноструктур, влияющих на поведение животных
Существа, такие как бабочка Морфо, кажутся покрытыми переливающимися синими и зелёными металлическими цветами. Это явление называется иридесценцией — цвет меняется в зависимости от угла обзора, подобно мыльным пузырям или раковинам моллюсков.
У животных физические механизмы и функции структурной окраски хорошо изучены как сигналы для распознавания или выбора партнёра.
Беверли Гловер (Beverley Glover), директор Ботанического сада Кембриджского университета, считает, что такое сияние у растений может влиять на поведение животных, лучше привлекая опылителей, чем неиридесцентные аналоги. Она представила своё исследование на семинаре по биологии.
Металлические свойства цветов, например, Hibiscus Trionum, создаются дифракционной решёткой (аналогично тому, как переливается CD-диск), которая генерирует цвет из прозрачного материала.
Чтобы изучить влияние иридесценции на опылителей, таких как пчёлы, Гловер создала искусственные материалы с поверхностной структурой из наноразмерных гребней, похожих на микроскопическую поверхность эпидермиса лепестка.
Эксперименты с пчёлами
Распознавание сигнала: Пчёлам предлагали цветы с красной решёткой (внутри сладкий раствор-вознаграждение) и синей иридесцентной решёткой (кислый раствор-отпугиватель). Пчёлы, помеченные краской, продемонстрировали способность детектировать иридесцентный сигнал от наногребней и правильно идентифицировали цветы с наградой.
Скорость поиска: После того как пчёлы находили определённый тип цветка, измерялось, как быстро они находили такой же цветок в новом месте. Используя треугольное расположение сияющих поверхностей, Гловер обнаружила, что иридесценция от дифракционной решётки приводит к значительному увеличению скорости фуражировки по сравнению с неиридесцентными цветами.
Хотя иридесценцию растений сложно заметить при обычной прогулке по саду, опылители, такие как пчёлы, определённо её видят. Учёные пришли к выводу, что зрение насекомых и окраска цветов co-эволюционировали.
Чтобы обеспечить перенос пыльцы между цветками одного вида, эти цветы развили уникальную структуру для создания иридесценции. Пока учёные исследуют, какие растения производят эти красивые цвета и как наноразмерная структура передаётся при размножении, мы можем лишь с удивлением смотреть на наши сады, осознавая, какой огромный пласт природы ещё предстоит изучить.