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 Im Visier: die „kleinen Geschwister“ der Proteine
12.11.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Reparaturdefekt führt zu Chaos im Erbgut
12.11.2018 | Deutsches Krebsforschungszentrum

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: Graphen auf dem Weg zur Supraleitung

Doppelschichten aus Graphen haben eine Eigenschaft, die ihnen erlauben könnte, Strom völlig widerstandslos zu leiten. Dies zeigt nun eine Arbeit an BESSY II. Ein Team hat dafür die Bandstruktur dieser Proben mit extrem hoher Präzision ausgemessen und an einer überraschenden Stelle einen flachen Bereich entdeckt. Möglich wurde dies durch die extrem hohe Auflösung des ARPES-Instruments an BESSY II.

Aus reinem Kohlenstoff bestehen so unterschiedliche Materialien wie Diamant, Graphit oder Graphen. In Graphen bilden die Kohlenstoffatome ein zweidimensionales...

Im Focus: Datensicherheit: Aufbruch in die Quantentechnologie

Den Datenverkehr noch schneller und abhörsicher machen: Darauf zielt ein neues Verbundprojekt ab, an dem Physiker der Uni Würzburg beteiligt sind. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt mit 14,8 Millionen Euro.

Je stärker die Digitalisierung voranschreitet, umso mehr gewinnen Datensicherheit und sichere Kommunikation an Bedeutung. Für diese Ziele ist die...

Im Focus: A Leap Into Quantum Technology

Faster and secure data communication: This is the goal of a new joint project involving physicists from the University of Würzburg. The German Federal Ministry of Education and Research funds the project with 14.8 million euro.

In our digital world data security and secure communication are becoming more and more important. Quantum communication is a promising approach to achieve...

Im Focus: Research icebreaker Polarstern begins the Antarctic season

What does it look like below the ice shelf of the calved massive iceberg A68?

On Saturday, 10 November 2018, the research icebreaker Polarstern will leave its homeport of Bremerhaven, bound for Cape Town, South Africa.

Im Focus: Forschungsschiff Polarstern startet Antarktissaison

Wie sieht es unter dem Schelfeis des abgebrochenen Riesen-Eisbergs A68 aus?

Am Samstag, den 10. November 2018 verlässt das Forschungsschiff Polarstern seinen Heimathafen Bremerhaven Richtung Kapstadt, Südafrika.

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wer rechnet schneller? Algorithmen und ihre gesellschaftliche Überwachung

12.11.2018 | Veranstaltungen

Profilierte Ausblicke auf die Mobilität von morgen

12.11.2018 | Veranstaltungen

Mehrwegbecher-System für Darmstadt: Prototyp-Präsentation am Freitag, 16. November, 11 Uhr

09.11.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ein magnetisches Gedächtnis für den Computer

12.11.2018 | Energie und Elektrotechnik

Autonomes Parken wird erprobt

12.11.2018 | Informationstechnologie

Multicopter und Satelliten für den Rettungseinsatz

12.11.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics