Bye kan 'n blou halo om die pers streek sien. Edwige Moyroud
Blomme het 'n geheime sein wat spesiaal aangepas is vir bye sodat hulle weet waar nektar versamel moet word. En nuwe navorsing het ons net 'n beter insig gegee in hoe hierdie sein werk. Nanoscale patrone op die kroonblare reflekteer lig op 'n manier wat effektief 'n "blou halo" rondom die blom skep wat die bye help lok en die bestuiwing aanmoedig.
Hierdie fassinerende verskynsel behoort nie soveel van 'n verrassing vir wetenskaplikes te wees nie. Plante is eintlik vol van hierdie soort "nanotegnologie", wat hulle in staat stel om allerhande ongelooflike dinge te doen, van hulself skoonmaak om energie op te wek. En ook, deur hierdie stelsels te bestudeer, kan ons dit in ons eie tegnologie gebruik.
Die meeste blomme verskyn kleurvol omdat hulle ligabsorberende pigmente bevat wat slegs sekere golflengtes van die lig weerspieël. Maar sommige blomme gebruik ook iridescence, 'n ander soort kleur wat geproduseer word wanneer lig weerspieël van mikroskopies gespasieerde strukture of oppervlaktes.
Die verskuiwing van reënboogkleure wat jy op 'n CD kan sien, is 'n voorbeeld van iridescence. Dit word veroorsaak deur wisselwerking tussen liggolwe weerkaats die nougesinde mikroskopiese indentasies in sy oppervlak, wat beteken dat sommige kleure meer intens word ten koste van ander. Soos jou kijkhoek verskuif, verander die versterkte kleure om die glinsterende, morphing kleur effek wat jy sien, te gee.
Baie blomme gebruik groewe tussen een en twee duisendste van 'n millimeter uitmekaar in die wasbekleding op hul oppervlak om iridescensie op soortgelyke wyse te produseer. Maar navorsers ondersoek die manier waarop sommige blomme iridescence gebruik om bye aan te trek om te bestuif opgemerk iets vreemd. Die spasiëring en belyning van die groewe was nie heeltemal so perfek soos verwag nie. En hulle was nie heeltemal perfek op baie soortgelyke maniere in al die blomme wat hulle gekyk het nie.
Hierdie onvolmaakthede het beteken dat in plaas van 'n reënboog soos 'n CD te gee, die patrone baie beter vir blou en ultravioletlig as ander kleure gewerk het, wat die navorsers 'n "blou halo" genoem het. Daar was goeie rede om te vermoed dat dit nie toevallig was nie.
Die kleur persepsie van bye word verskuif na die blou einde van die spektrum in vergelyking met ons s'n. Die vraag was of die foute in die waspatrone "ontwerp" is om die intense blues, viooltjies en ultraviolette wat die bye die sterkste sien, te genereer. Mense kan soms hierdie patrone sien, maar hulle is gewoonlik onsigbaar vir ons teen rooi of geel gepigmenteerde agtergronde wat baie donkerder lyk vir bye.
Die navorsers het dit getoets deur bye op te lei om suiker met twee soorte kunsmatige blomme te assosieer. Een het kroonblare gemaak met behulp van perfek gerigte gratings wat normale iridescence gegee het. Die ander het gebrekkige reëlings gehad wat die blou halos van verskillende regte blomme repliseer.
Hulle het bevind dat hoewel die bye geleer het om die iriserende valse blomme met suiker te assosieer, het hulle beter en vinniger met die blou halos geleer. Fascinerend blyk dit dat baie verskillende soorte blomplante hierdie struktuur afsonderlik ontwikkel het, elk met behulp van nanostrukture wat effens onkantige iridescensie gee om hul seine na bye te versterk.
Die lotus effek
Plante het baie maniere ontwikkel om hierdie soort strukture te gebruik, wat hulle natuurlik die eerste nanotegnoloë van die natuur maak. Byvoorbeeld, die wasse wat die blare en blare van alle plante beskerm, stoot water af, 'n eienskap wat bekend staan as "hydrophobicity". Maar in sommige plante, soos die lotus, word hierdie eiendom versterk deur die vorm van die wasbekleding op 'n manier wat dit self skoon maak.
Die was word gereël in 'n verskeidenheid keëlagtige strukture omtrent vyfduisendste van 'n millimeter in hoogte. Hierdie is op sy beurt bedek met fraktale patrone van was by selfs kleiner skale. Wanneer water op hierdie oppervlak val, kan dit glad nie bymekaar bly nie, en dit vorm sferiese druppels wat oor die blaar val en vuil langs die pad optel totdat hulle van die rand af val. Dit staan bekend as "superhydrophobicity"Of die" lotus-effek ".
Slim plante
Binne plante is daar 'n ander soort nanostruktuur. Aangesien plante water van hul wortels in hul selle opneem, bou die druk in die selle totdat dit tussen 50-meters en 100-meters onder die see is. Om hierdie druk te bevat, word die selle omring deur 'n muur wat gebaseer is op bundels cellulose kettings tussen vyf en 50 miljoenste van 'n millimeter oor die naam mikrofibrille.
Die individuele kettings is nie so sterk nie, maar sodra hulle in mikrofibrille gevorm word, word hulle so sterk soos staal. Die mikrofibrille word dan in 'n matriks van ander suikers ingebed om 'n natuurlike "slimme polimeer" te vorm, 'n spesiale stof wat sy eienskappe kan verander om die plant te laat groei.
Mense het nog altyd sellulose as 'n natuurlike polimeer gebruik, byvoorbeeld in papier of katoen, maar wetenskaplikes ontwikkel nou maniere om individuele mikrofibrille vry te stel om nuwe tegnologie te skep. As gevolg van sy sterkte en ligte, kan hierdie "nanosellulose" 'n groot verskeidenheid toepassings hê. Dit sluit in ligter motoronderdele, lae-kalorie voedsel bymiddels, steiers vir weefselingenieurswese, en miskien selfs Elektroniese toestelle wat so dun soos 'n vel papier kan wees.
Miskien is die verstommende plant-nanostrukture die lig-oes-stelsels wat lig energie vir fotosintese vasvang en dit na die plekke waar dit gebruik kan word, oordra. Plante kan hierdie energie met 'n ongelooflike 90% doeltreffendheid beweeg.
Ons het nou bewyse dat dit omdat die presiese reëling van die komponente van die lig oesstelsels hulle toelaat om kwantumfisika te gebruik om baie verskillende maniere te toets om die energie gelyktydig te beweeg en vind die mees effektiewe. Dit voeg gewig by die idee dat kwantumtechnologie kan help meer doeltreffende sonselle. Dus, wanneer dit kom by die ontwikkeling van nuwe nanotegnologie, is dit die moeite werd om te onthou dat plante dalk eers daar gekry het.
Oor Die Skrywer
Stuart Thompson, Senior Lektor in Plant Biochemie, Universiteit van Westminster
Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.
Verwante Boeke:
at InnerSelf Market en Amazon
