Die in Afrika beheimatete Pollia condensata verwendet Strukturen in Nanogröße, um die intensivste Farbe zu erzeugen, die jemals in biologischem Gewebe untersucht wurde. Bild über PNAS
Die winzigen, steinharten Früchte von Pollia condensata, einer Wildpflanze, die in den Wäldern von Äthiopien, Mosambik, Tansania und anderen afrikanischen Ländern wächst, können nicht roh gegessen, gekocht oder in ein Getränk umgewandelt werden. In Westuganda und anderswo werden die kleinen metallischen Früchte der Pflanze jedoch seit langem zu Dekorationszwecken verwendet, da sie nach der Ernte noch Jahre oder sogar Jahrzehnte lang eine leuchtend blaue Farbe haben. Ein Exemplar im Kew Botanical Gardens in London, das 1974 in Ghana gesammelt wurde, behält noch immer seinen schillernden Farbton.
Ein Team von Forschern von Kew, der University of Cambridge und dem Smithsonian Natural History Museum war fasziniert davon, zu untersuchen, wie diese Pflanze eine so schillernde und beständige Farbe hervorbringt. Als sie jedoch versuchten, ein Pigment zu extrahieren, um es zu untersuchen, stellten sie überrascht fest, dass die Frucht keines hatte.
Bei der Untersuchung von P. condensata auf zellulärer Ebene stellten sie fest, dass die Frucht ihre charakteristische Farbe durch strukturelle Färbung erhält, ein radikal anderes Phänomen, das im Tierreich gut dokumentiert ist, in Pflanzen jedoch praktisch unbekannt ist. Sie stellten fest, dass das Fruchtgewebe intensiver gefärbt ist als jedes zuvor untersuchte biologische Gewebe - es reflektiert 30 Prozent des Lichts im Vergleich zu einem Silberspiegel und ist damit intensiver als selbst die bekannte Farbe der Flügel eines Morpho- Schmetterlings. Ihre Ergebnisse wurden in einer neuen Studie enthüllt, die heute in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht wurde .
Die überwiegende Mehrheit der Farben in der biologischen Welt wird durch Pigmente erzeugt - Verbindungen, die von einem lebenden Organismus hergestellt werden und bestimmte Wellenlängen des Lichts selektiv absorbieren, so dass sie die Farbe der Wellenlängen zu sein scheinen, die sie reflektieren. Zum Beispiel sind die meisten Pflanzen grün, weil das in der Photosynthese verwendete Pigment Chlorophyll die meisten Wellenlängen des sichtbaren Lichts absorbiert, mit Ausnahme von Grün, und diese Farbe in unsere Augen reflektiert. Infolgedessen scheinen die durch Pigmentierung erzeugten Pflanzenfarben unabhängig von unserem Blickwinkel genau den gleichen Farbton zu haben, und die Farbe verschlechtert sich, wenn die Pflanze stirbt.
Das lebhafte Blau von P. condensata wird jedoch durch winzige Zellulosefäden im Nanomaßstab erzeugt, die in der Haut gestapelt sind. Diese Stränge sind in Schichten von verdrehten, bogenförmigen Helixformen angeordnet, die miteinander interagieren, um Licht zu streuen und die tiefblaue Färbung der Frucht zu erzeugen. Hier ist ein Blick auf die Frucht durch ein Elektronenmikroskop, der das Vorhandensein der Farbe auf zellulärer Ebene zeigt:
Der tiefblaue Farbton der Pflanze wird auf zellulärer Ebene erzeugt. Bild über PNAS
Diese Strähnen verleihen der Pflanze eine noch faszinierendere Qualität, die (leider) nur persönlich geschätzt werden kann: Je nachdem, wie Sie die Frucht halten und aus welchem Blickwinkel Sie sie betrachten, scheint sich jede ihrer Hautzellen tatsächlich zu verfärben. Dies liegt daran, dass der Abstand zwischen den gestapelten Nanofasern von Zelle zu Zelle variiert, sodass jede Zelle einen leicht unterschiedlichen Farbton erzeugt und das Licht je nach Blickwinkel nach links oder rechts reflektiert. Dies erklärt sein markantes, pixeliges Erscheinungsbild:
Jede Hautzelle hat eine etwas andere Farbe, was zu einem pixeligen Effekt der Frucht führt. Bild über PNAS
Der Grund, warum die Farbe der Frucht so bemerkenswert lange hält, ist, dass ihre Farbe in ihre Struktur eingebaut ist, anstatt sich auf Pigmente zu verlassen, die sich mit der Zeit zersetzen können. Forscher haben berichtet, dass lebhafte blaue Früchte an ausgetrockneten, toten P. condensata- Stängeln auf dem Feld hängen.
Das Forscherteam versuchte auch zu erklären, warum die Pflanze sich solche Mühe geben würde, um eine auffällige Farbe zu entwickeln - Täuschung. Durch die Nachahmung des Aussehens einer saftigen, nahrhaften Pflanze kann die Farbe Vögel und Tiere dazu bringen, die Früchte zu fressen, wodurch die Samen beim Stuhlgang weit verbreitet werden.
Obwohl die Verwendung von Tieren zur Verbreitung eine Strategie ist, die vielen Pflanzen gemeinsam ist, sind die meisten gezwungen, wertvolle Kalorien zu verwenden, um ein süßes, fleischiges Fruchtfleisch herzustellen. P. condensata ist jedoch in der Lage, seine Samen zu verbreiten, indem es einfach sein wahres Gesicht zeigt.
