Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ewiger Glanz

18.09.2012
Der metallene Glanz von Pollia condensata Beeren scheint einzigartig in der Natur und ist garantiert farbecht. Nicht Farbpigmente, sondern unterschiedliche Mikrostrukturen in den Zellwänden erzeugen das schillernde Blau der Früchte.
Ist die echt? Wer die Pflanze Pollia condensata zum ersten Mal sieht, könnte sie glatt für Garten-Deko halten. Wie schillernde Metallperlen türmen sich die Früchte in dem Blütenstand der afrikanischen Pflanze. Der starke, metallene Glanz ist so einzigartig in der Natur, dass Physiker die Optik der Beeren genauer unter die Lupe nahmen.

Die leuchtend blaue Farbe kommt demnach nicht durch Farbpigmente, sondern winzige Strukturen in der äußeren Fruchtwand zustande. Deren Zellwände bestehen aus einer mehrlagigen Schicht schraubenförmig geschichteter Zellulosefasern. Je nach Anordnung und Drehung der Mikrofasern wird auch das Licht in unterschiedlichen Polarisationsrichtungen und Wellenlängen reflektiert.

Schön schillernd: Dem strahlenden Glanz der Pollia condensata Früchte können auch Jahrzehnte nichts anhaben. Im Herbarium des Royal Botanic Gardens in England befinden sich bereits seit 1974 getrocknete Pflanzen, deren Früchte noch genauso glänzen, wie die des abgebildeten Exemplars. (Quelle: © P. Moult)

Durch Variationen in der Zellwandstruktur kann der Lichteffekt von Zelle zu Zelle unterschiedlich ausfallen und erzeugt so das blaue Schillern der Früchte - ganz ohne Pigmente. Der Überzug mit einer transparenten, glatten Cutikula sorgt schließlich für den lackartigen Glanz der Früchte.

Sieht nur gut aus

Hinter der strukturbasierten Farbgebung, so vermuten die Wissenschaftler, steckt eine besondere Strategie der Pflanze, mit geringem Energieaufwand ihre Samen zu verbreiten. Denn die Früchte von Pollia condensata sind eine Mogelpackung. Ihr Inneres enthält kein Fruchtfleisch - sie sind einfach nur hübsch anzusehen. Vögel sammeln die Beeren trotzdem, um damit ihre Nester in der Balzzeit zu schmücken. Möglicherweise lassen sie sich auch täuschen, weil die Beeren denen der Pflanze Psychotria peduncularis ähnlich sehen. Die buschartige Pflanze hat ein ähnliches Verbreitungsgebiet und ihre Beeren sind bei Vögeln eine beliebte Nahrung.

Schmackhafte Früchte der Nachbarn nachzuahmen könnte demnach ein weiterer Grund sein, warum die Pollia condensata Beeren so auffallend gefärbt sind. Die Pflanze spart sich auf diese Weise die Kosten, schmackhafte, nährstoffhaltige Früchte zu erzeugen und sichert trotzdem die Verbreitung ihrer Samen. Ohne Fruchtfleisch und Farbpigmente verrotten die Beeren außerdem viel langsamer und bleiben auch wenn die Pflanze schon lange vertrocknet ist für Vögel attraktiv.

Farbgebung durch Mikrostrukturen ist besonders bei Tieren kein neues Phänomen. Die schillernden Farben vieler Käferarten beruhen ebenfalls auf einer Reflektion des Lichtes durch schraubenförmig angeordnete Mikrofibrillen im Chitinpanzer. Das jede Zelle dabei andere Lichteffekte erzeugt, ist jedoch ein Novum in der Natur, das bisher nur bei Pollia condensata entdeckt wurde. Die Reflektion der Früchte ist so stark, dass der helle Glanz sogar den des Morpho-Schmetterlings übertrifft, der für sein strahlendes Blau berühmt ist.

Ungiftig und farbecht

Wissenschaftler hoffen langfristig die Zellulosestrukturen nachzubauen, um beispielsweise ungiftige Lebensmittelfarbstoffe herzustellen. Wie genau die unterschiedlichen Zelluloseraster in Pflanzen entstehen, ist jedoch noch unklar. Eine der Hypothesen ist, dass Vielfachzucker wie Hemizellulose beim Zusammenbau der Zellulosefasern helfen, diese nach einem vererbten Muster links- oder nach rechtsdrehend auszurichten.

Farben ohne Pigmente könnten möglicherweise auch die Herstellung von Banknoten vereinfachen. Ein Wasserzeichen, das aus Zellulosestrukturen besteht, sei schließlich so gut wie fälschungssicher.
Quellen:
Vignolini, S. et al. (2012): Pointillist structural color in Pollia fruit. In: PNAS. Online Publikation, 10. September 2012, doi: 10.1073/pnas.1210105109.

Vignolini, S. et al. | Pflanzenforschung.de
Weitere Informationen:
http://www.pflanzenforschung.de/journal/aktuelles/ewiger-glanz?piwik_campaign=newsletter

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Blattkäfer: Schon winzige Pestizid-Dosis beeinträchtigt Fortpflanzung
26.07.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Akute myeloische Leukämie (AML): Neues Medikament steht kurz vor der Zulassung in Europa
26.07.2017 | Universitätsklinikum Ulm

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Robuste Computer für's Auto

26.07.2017 | Seminare Workshops

Läuft wie am Schnürchen!

26.07.2017 | Seminare Workshops

Leicht ist manchmal ganz schön schwer!

26.07.2017 | Seminare Workshops