Dieses Blaue ist kein Blau – Die Marble Berry als lebender Edelstein durch eine optische Täuschung
Die Frucht der afrikanischen Marble Berry (Pollia condensata) ist ein wahrer lebender Edelstein, der einen atemberaubenden metallisch-blauen Glanz zeigt, der niemals verblasst. Die Beeren sind jedoch nicht blau im Sinne eines blauen Pigments. Das kühle Blau entsteht durch eine brillante optische Täuschung, die erst bei einem sehr genauen Blick auf die Zellen der Frucht unter dem Mikroskop sichtbar wird. Ein Forscherteam unter Leitung von Wissenschaftlern der Universität Cambridge hat herausgefunden, wie dieses marmorne Blau zustande kommt. Diese Entdeckung zeigt, wie die Natur Farben erzeugt, ohne Pigmente zu verwenden.
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Kein Blau durch Farbstoff – Strukturfarbe enthüllt
Die Beeren enthalten keinen blauen Farbstoff; das Blau entsteht durch strukturelle Farbe. Fasern in den äußeren Zellwänden sind in einer speziellen verdrehten Struktur angeordnet, die Wellen interferieren lässt. Dieser geschichtete Ansatz bedeutet, dass einige Wellen sich gegenseitig auslöschen, andere jedoch wachsen, wodurch eine einzigartige Iriszenz in ausgewählten Spektralbereichen entsteht. In diesem Fall überleben überwiegend die Wellen des blauen Lichts. "Die leuchtend blaue Farbgebung dieser Frucht ist intensiver als die vieler zuvor beschriebenen biologischen Materialien", schreiben die Forscher. "Dies ist die höchste berichtete Reflektivität von jeglicher landbasierender biologischer Organismus, einschließlich Käferexoskelett, Vogelgefieder und dem berühmt intensiven Blau der Morpho-Schuppen", so die Forscher. "Während das blaue Reflexionsspektrum dominiert, führt die spärliche Verteilung grüner und roter reflektierender Zellen zu einer faszinierenden pixellierten (punktillistischen) Erscheinung, die bei keiner anderen Lebensform registriert wurde." Es gibt zahlreiche Beispiele struktureller Farben in der Natur, aber sie treten in Früchten selten auf. Im Vergleich zu dem Licht, das von einem Silberspiegel reflektiert wird, reflektiert die Marble Berry 30 Prozent des auftreffenden Lichts, was ungewöhnlich hoch ist. Und während die verdrahtete Faseranordnung Blau dominiert, mischen sich auch andere Farben hinein, was zu einem leicht pixellierten Endbild führt. "Unsere Untersuchung zeigt, dass Variation in der Dicke der Multilayer in den Pollia-Früchten eine optische Reaktion ermöglicht, die offenbar einzigartig in der Natur ist", schreiben die Forscher. "Während das Blaulicht dominiert, sorgt die spärliche Verteilung grüner und roter reflektierender Zellen für ein faszinierendes pixelliertes (punktillistisches) Aussehen, das bei keiner anderen Lebensform registriert wurde."
Wie das Blau entsteht – Strukturfarben in der Frucht
Diese Struktur färbt das Blau: Die Frucht nutzt einen Trick der strukturellen Farbe, bei dem Fasern in den äußeren Zellwänden in einer besonderen verdrehten Struktur angeordnet sind, die Wellen interferieren lässt. Dieser mehrschichtige Ansatz bedeutet, dass manche Lichtwellen sich gegenseitig auslöschen, andere wachsen und so eine iriszierende Wirkung erzeugen. In diesem konkreten Fall überleben blaues Lichtwellen dominieren. "Die leuchtend blaue Farbgebung dieser Frucht ist intensiver als die vieler zuvor beschriebenen biologischen Materialien", schreiben die Forscher. "Dies ist die höchste berichtete Reflektivität von jeglicher landbasierender biologischer Organismus, einschließlich Käferexoskelett, Vogelgefieder und dem berühmt intensiven Blau der Morpho-Schuppen", so die Forscher. Es gibt viele Beispiele für strukturelle Farben in der Natur, aber es ist bei Früchten nicht oft zu sehen. Im Vergleich zu dem Licht, das von einem Silberspiegel reflektiert wird, reflektiert die Marble Berry 30 Prozent des auftreffenden Lichts, was ungewöhnlich hoch ist. Und während die verdrahtete Faseranordnung Blau dominiert, mischen sich auch andere Farben hinein, was zu einem leicht pixellierten Endbild führt. "Unsere Untersuchung zeigt, dass Variation in der Dicke der Multilayer in den Pollia-Früchten eine optische Reaktion ermöglicht, die offenbar einzigartig in der Natur ist", schreiben die Forscher. "Während das Blaulicht dominiert, sorgt die spärliche Verteilung grüner und roter reflektierender Zellen für ein faszinierendes pixelliertes (punktillistisches) Aussehen, das bei keiner anderen Lebensform registriert wurde."
Warum das Ganze? Vogelanlockung und Samenverbreitung
Es gibt einen Sinn in diesem optischen Spektakel: Indem es Vögel durch sein auffälliges Aussehen anzieht, kann die Frucht von Pollia condensata eine breitere Verbreitung ihrer Samen gewährleisten und so ihr Überleben sichern. "Es gibt dafür einen Sinn, so die Forscher: Indem sie Vögel durch ihr auffälliges Aussehen anziehen, kann die Frucht der Pollia condensata eine weitere Verbreitung ihrer Samen und ihr Weiterbestehen sicherstellen." Aufgrund der Zellstruktur kann die Frucht ihr gutes Aussehen über Jahrzehnte behalten. Da die Frucht keinen Nährwert bietet, muss sie visuell auffallen, um die Samen zu verbreiten.
Pfauenfedern und strukturelle Farben – ein Naturvergleich
Pfauenfedern verwenden eine ähnliche Technik, um ins Auge zu fallen, hier aber in Kombination mit Pigmenten und mit einem anderen Ansatz der strukturellen Farbe. Millionen Jahre Evolution haben die Natur in eine Form gebracht, die tief beeindruckt – selbst bevor man den Trick dahinter kennt. Wir arbeiten immer noch daran, Farben und Materialien unserer eigenen Welt zu entwickeln.
Wissenschaftliche Bedeutung und Veröffentlichung – Cambridge-Forschung in PNAS
„Dieses unscheinbare kleine Pflänzchen hat eine fantastische Weise gefunden, ein unwiderstehlich glänzendes, funkelndes, vielfarbiges, irisierendes Signal zu jedem Vogel in der Umgebung zu senden, ohne dabei kostbare Photosynthese-Reserven für Vogelfutter zu verschwenden“, sagt Beverley Glover, Pflanzenwissenschaftlerin an der University of Cambridge. Die Forschung wurde in der Zeitschrift PNAS veröffentlicht.
