Nanotechnologia

Tajny sygnał kwiatów dla pszczół i inne niesamowite nanotechnologie #1

Kwiaty posiadają pewien tajny sygnał, który jest specjalnie dostosowany do pszczół, które wiedzą, gdzie zbierać nektar. Nowe badania właśnie dały nam lepszy wgląd w to, jak działa ten sygnał.

To właśnie nanoskalowe wzory na płatkach odbijają światło w sposób, który skutecznie tworzy „niebieską aureolę” wokół kwiatu, który pomaga przyciągać pszczoły i zachęca do zapylania. Rośliny są źródłem wielu tego rodzaju „nanotechnologii”, która umożliwiaja im wykonywanie wszelkiego rodzaju niesamowitych rzeczy, od oczyszczenia się po generowanie energii. Co więcej, studiując te systemy, możemy je wykorzystać w naszych własnych technologiach.

Większość kwiatów wydaje się kolorowa, ponieważ zawierają one absorbujące światło pigmenty, które odbijają tylko określone długości fal światła. Ale niektóre kwiaty również używają opalizacji, czyli innego rodzaju koloru wytwarzanego, gdy światło odbija się od mikroskopijnie rozmieszczonych struktur lub powierzchni – takim przykładem sa przesuwające się tęczowe kolory, które można zobaczyć na płycie CD. Jest to spowodowane interakcjami między falami świetlnymi odbijającymi się od blisko rozmieszczonych mikroskopijnych wgłębień w jego powierzchni, co oznacza, że niektóre kolory stają się bardziej intensywne kosztem innych. Wraz z przesunięciem się kąta patrzenia, wzmocnione kolory zmieniają się, aby uzyskać migający, morfujący efekt kolorów, który jest obserwowany.

Wiele kwiatów używa rowków pomiędzy jedną a dwie tysięczną milimetra od siebie w powłoce woskowej na ich powierzchni, by otrzymać opalizowanie w podobny sposób. Naukowcy badający sposób, w jaki niektóre kwiaty używają opalizacji, aby przyciągnąć pszczoły do zapylenia, zauważyli coś nietypowego. Odstępy i wyrównanie rowków nie były tak doskonałe, jak oczekiwano.

Te niedoskonałości oznaczały, że zamiast dawać tęczę jak płyty CD, wzory działały znacznie lepiej dla niebieskiego i ultrafioletowego światła niż inne kolory, tworząc to, co naukowcy określali mianem „niebieskiej aureoli”. Było uzasadnione podejrzenie, że nie był to zbieg okoliczności.

Percepcja koloru pszczół jest przesunięta w kierunku niebieskiego końca spektrum w porównaniu do naszego. Pytanie brzmiało: czy wady wzorów woskowych zostały „zaprojektowane” do generowania intensywnego błękitu, fioletów i ultra-fioletów, które pszczoły widzą najsilniej? Ludzie czasami mogą zobaczyć te wzory, ale zwykle są one dla nas niewidoczne na tle zabarwionych na czerwono lub żółto, które wyglądają znacznie ciemniej dla pszczoły.

Naukowcy przetestowali to, szkoląc pszczoły, by powiązać cukier z dwoma rodzajami sztucznych kwiatów. Jeden miał płatki wykonane z idealnie wyrównanych krat, które dawały normalną opalizację. Drugi miał wadliwe aranżacje replikujące „niebieskie halo” z różnych prawdziwych kwiatów.

Odkryli, że chociaż pszczoły nauczyły się kojarzyć irytujące sztuczne kwiaty z cukrem, nauczyły się lepiej i szybciej przy tych z posiadających „niebieskie halo”. Fascynujące wydaje się, że wiele różnych rodzajów roślin kwitnących mogło osobno wyewoluować tę strukturę, przy czym każda z nich używa nanostruktur, które dają nieznacznie zniekształconą opalizację w celu wzmocnienia swoich sygnałów dla pszczół.