Pollia condensata, hjemmehørende i Afrika, bruker strukturer av nanoskala størrelse for å produsere den mest intense fargen som noen gang er studert i biologisk vev. Bilde via PNAS
De bittesmå, steinharde fruktene fra Pollia condensata, en villplante som vokser i skogene i Etiopia, Mosambik, Tanzania og andre afrikanske land, kan ikke spises rå, tilberedes eller gjøres om til en drikk. I Vest-Uganda og andre steder har plantens små metalliske frukter imidlertid lenge vært brukt til dekorative formål på grunn av en uvanlig egenskap: De holder seg en levende blå farge i mange år eller til og med tiår etter at de er blitt plukket ut. Et eksemplar på Kew Botanical Gardens i London som ble samlet i Ghana i 1974, beholder fortsatt sin iriserende fargetone.
Fortrolig besluttet et team av forskere fra Kew, University of Cambridge og Smithsonian Natural History Museum å undersøke hvordan denne planten produserer en så blendende og vedvarende farge. Da de forsøkte å trekke ut et pigment for å studere, ble de imidlertid overrasket over å oppdage at frukten ikke hadde noe.
Da de undersøkte P. condensata på cellenivå, innså de at frukten produserer sin karakteristiske farge gjennom strukturell farging, et radikalt annerledes fenomen som er godt dokumentert i dyreriket, men tilnærmet ukjent i planter. De bestemte at fruktets vev er mer intenst farget enn noe tidligere studert biologisk vev - og reflekterte 30 prosent lys, sammenlignet med et sølvspeil, noe som gjorde det mer intenst enn til og med den anerkjente fargen på en vinger i Morpho- sommerfuglen. Funnene deres ble avslørt i en ny studie publisert i dag i Proceedings of the National Academy of Sciences .
De aller fleste farger i den biologiske verden er produsert av pigmenter - forbindelser produsert av en levende organisme som selektivt absorberer visse bølgelengder av lys, slik at de ser ut til å være fargen på hvilken bølgelengde de reflekterer. For eksempel er de fleste planter grønne på grunn av pigmentet klorofyll, brukt i fotosyntesen, som absorberer de fleste bølgelengder av synlig lys unntatt grønt, og gjenspeiler den fargen i øynene våre. Som en konsekvens ser plantefarger som er opprettet ved pigmentering ut til å være nøyaktig den samme fargen uansett hvilken vinkel vi ser dem fra, og fargen forringes når planten dør.
P. condensata produserer imidlertid det pulserende blå via små cellulosestrenger i nanoskala-størrelse som er stablet inne i huden. Disse strengene er ordnet i lag med kronglete, buede helixformer, som samvirker med hverandre for å spre lys og produsere fruktens dypblå farge. Her er en oversikt over frukten gjennom et elektronmikroskop, som viser fargens tilstedeværelse på cellenivå:
Plantens dypblå fargetone produseres på cellenivå. Bilde via PNAS
Disse trådene gir også planten en enda mer fascinerende kvalitet, noe som (dessverre) bare kan verdsettes personlig: Avhengig av hvordan du holder frukten og fra hvilken vinkel du ser på den, ser det ut til at hver av hudcellene deres skifter farge. Dette fordi avstanden mellom de stablede nanoskalafibrene varierer fra celle til celle, så hver celle produserer en litt annen fargetone, og reflekterer lys enten til venstre eller høyre, avhengig av utsiktspunkt. Dette står for det slående, pikslerte utseendet:
Hver hudcelle produserer en litt annen farge, noe som fører til fruktens pikseliserte effekt. Bilde via PNAS
Årsaken til at fruktens farge varer så bemerkelsesverdig lang, viser det seg, er fordi fargen er innebygd i strukturen, i stedet for å stole på pigmenter som kan forringes over tid. Forskere har rapportert å se livlige blå frukter henge på tørkede, døde P. condensata- stengler i åkeren.
Forskerteamet tok også en stopper for å forklare hvorfor anlegget ville gjøre det så vanskelig å utvikle en slående farge - bedrag. Ved å etterligne utseendet til en saftig, næringsrik plante, kan fargen lure fugler og dyr til å spise frukten, og derved spre frøene vidt når de defecerer.
Selv om bruk av dyr til spredning er en strategi som er felles for mange planter, er de fleste tvunget til å bruke dyrebare kalorier for å produsere en søt, kjøttfull masse. P. condensata er imidlertid i stand til å spre frøene sine ganske enkelt ved å vise de sanne fargene.
