Цвеће има тајни сигнал посебно прилагођен пчелама тако да знају где треба скупљати нектар. И нова истраживања су нам управо дала већи увид у то како овај сигнал функционише. Наносветилни узорци на латицама одражавају светлост на начин што ефективно ствара „плави ореол“ око цвета који помаже привући пчеле и подстиче опрашивање.
Ова фасцинантна појава научника не би требало да буде превише изненађење. Биљке су заправо пуне ове врсте „нанотехнологије“, која им омогућава да раде све врсте невероватних ствари, од чишћења до генерисања енергије. И још више, проучавањем ових система можда бисмо били у могућности да их искористимо у нашем сопствене технологије.
Већина цветова делује шарено јер садрже пигменте који апсорбују светлост и који одражавају само одређене таласне дужине светлости. Али неки цветови такође користе иридесценцију, другачију врсту боје која се производи када се светлост одбија од микроскопски распоређених структура или површина.
Помичне боје дуге које можете видјети на ЦД-у су примјер иридесценце. То је узроковано интеракцијама између светлосних таласа који одскачу од уско размакнутих микроскопских удубина на њеној површини, што значи да неке боје постају интензивније на штету других. Како се ваш кут гледања помера, појачане боје се мењају како би се постигао светлуцави, морфирајући ефекат боја који видите.
Пчеле могу видети плави ореол око љубичастог подручја. (Едвиге Моироуд) Многи цветови користе бразде између једне и две хиљаде милиметра, осим у воштаном премазу на својој површини, да би на сличан начин створили иридесценцију. Али истраживачи који истражују начин на који неки цветови користе иридесценцију да би привукли пчеле да се опраштају приметили су нешто чудно. Размак и поравнавање жљебова нису били баш тако савршени као што се очекивало. И нису били сасвим савршени на врло сличне начине у свим врстама цвећа које су посматрали.
Ове несавршености значиле су да уместо давања дуге као на ЦД-у, обрасци делују много боље за плаву и ултра љубичасту светлост од осталих боја, стварајући оно што су истраживачи називали „плавим ореолом“. Постојао је добар разлог да сумњају да ово није То није случајност.
Перцепција боје пчела помера се према плавом крају спектра у поређењу с нашим. Питање је било да ли су недостаци воштаних узорака „дизајнирани“ да стварају интензиван плав, љубичицу и ултра-љубичицу које пчеле најјаче виде. Људи повремено могу да виде ове обрасце, али обично су нам невидљиви на црвеним или жутим пигментираним позадинама које на пчеле изгледају много мрачније.
Истраживачи су то тестирали обучавајући пчеле да асоцирају шећер на две врсте вештачког цвета. На једном су се налазиле латице израђене савршено усклађеним решеткама које су дале нормалну иридесценцију. Други је имао погрешне аранжмане који су пресликавали плаве ореолице из различитих стварних цветова.
Открили су да су, иако су пчеле научиле да повезују лажне цветове са шећером, боље и брже научиле плаве ореолице. Фасцинантно, чини се да је много различитих врста цватњи могло развити ову структуру одвојено, а свака користи наноструктуре које дају мало ниже иридесценције како би појачале свој сигнал пчелама.
Сачекај минут! Ово није цвет. (Едвиге Моироуд) **********
Биљке су еволуирале на много начина да користе ове врсте структура, чинећи их тако први нанотехнологијом у природи. На пример, воскови који штите латице и лишће свих биљака одбијају воду, својство познато као "хидрофобност". Али код неких биљака, као што је лотос, ово својство је појачано обликом воштаног премаза на начин да ефикасно чини самочишћење.
Восак је распоређен у низу конусних грађевина висине око пет хиљада у милиметру. Они су заузврат обложени фракталним узорцима воска на још мањим мјерилима. Кад вода слети на ову површину, она се уопште не може залијепити и тако формира сферне капи које се котрљају по лишћу скупљајући прљавштину на путу док не падну са ивице. То се назива „суперхидрофобичност“ или „ефект лотоса“.
**********
Унутар биљака постоји друга врста наноструктуре. Док биљке преузимају воду из својих коријена у својим ћелијама, притисак се ствара унутар ћелија све док није као да се налази између 50 и 100 метара под морем. Да би се обуздали ови притисци, ћелије су окружене зидом заснованим на сноповима целулозних ланаца између пет и 50 милиона милиметра преко микрофибрила.
Појединачни ланци нису тако чврсти, али једном када се формирају у микрофибриле постају јаки као челик. Микрофибрили су затим уграђени у матрицу других шећера како би се формирао природни „паметни полимер“, посебна супстанца која може изменити своја својства како би биљка успевала да расте.
Људи су увек користили целулозу као природни полимер, на пример у папиру или памуку, али научници сада развијају начине ослобађања појединих микрофибрила да би створили нове технологије. Због своје снаге и лакоће, ова „наноцелулоза“ може имати велики број примена. Ту спадају лакши ауто делови, нискокалорични адитиви за храну, скеле за инжењеринг ткива и можда чак и електронски уређаји који могу бити танки као лист папира.
Можда најневероватнија биљна наноструктура су системи за сакупљање светлости који заробљавају светлосну енергију за фотосинтезу и преносе је на места где се могу користити. Биљке могу да покрену ову енергију са невероватном 90-постотном ефикасношћу.
Сада имамо доказе да је то зато што тачан распоред компоненти система за сакупљање светлости омогућава им да користе квантну физику за тестирање више различитих начина да истовремено покрећу енергију и пронађу најефикасније. То додаје тежину идеји да би квантна технологија могла да помогне у обезбеђивању ефикаснијих соларних ћелија. Дакле, када је реч о развоју нове нанотехнологије, вреди запамтити да су биљке можда тамо прво стигле.
Овај чланак је првобитно објављен у часопису Тхе Цонверсатион.
Стуарт Тхомпсон, старији предавач у биохемији биљака, Универзитет у Вестминстеру
