I fiori hanno un segnale segreto creato appositamente per le api, in modo che sappiano dove raccogliere il nettare. E una nuova ricerca ci ha appena fornito una visione più ampia di come funziona questo segnale. I motivi in ​​nanoscala sui petali riflettono la luce in un modo che crea efficacemente un "alone blu" attorno al fiore che aiuta ad attirare le api e incoraggia l'impollinazione.

Questo affascinante fenomeno non dovrebbe sorprendere troppo gli scienziati. Le piante sono in realtà piene di questo tipo di "nanotecnologia", che consente loro di fare tutti i tipi di cose incredibili, dalla pulizia di se stessi alla generazione di energia. E, Cosa c'è di più, studiando questi sistemi potremmo essere in grado di utilizzarli nelle nostre tecnologie.

La maggior parte dei fiori appare colorata perché contengono pigmenti che assorbono la luce che riflettono solo determinate lunghezze d'onda della luce. Ma alcuni fiori usano anche l'iridescenza, un diverso tipo di colore prodotto quando la luce si riflette da strutture o superfici a spaziatura microscopica.

I colori mutevoli dell'arcobaleno che puoi vedere su un CD sono un esempio di iridescenza. È causato dalle interazioni tra le onde luminose che rimbalzano sulle microscopiche rientranze ravvicinate sulla sua superficie, il che significa che alcuni colori diventano più intensi a scapito di altri. Quando il tuo angolo di visione cambia, i colori amplificati cambiano per dare il luccichio, effetto morphing del colore che vedi.

Molti fiori utilizzano scanalature tra uno e due millesimi di millimetro l'una dall'altra nel rivestimento di cera sulla loro superficie per produrre iridescenze in modo simile. Ma i ricercatori che studiano il modo in cui alcuni fiori usano l'iridescenza per attirare le api per l'impollinazione hanno notato qualcosa di strano. La spaziatura e l'allineamento delle scanalature non erano così perfetti come previsto. E non erano del tutto perfetti in modi molto simili in tutti i tipi di fiori che guardavano.

Queste imperfezioni significavano che invece di dare un arcobaleno come fa un CD, i motivi hanno funzionato molto meglio per la luce blu e ultravioletta rispetto ad altri colori, creando quello che i ricercatori hanno chiamato un "alone blu". C'erano buone ragioni per sospettare che non fosse una coincidenza.

La percezione del colore delle api è spostata verso l'estremità blu dello spettro rispetto alla nostra. La domanda era se i difetti nei modelli in cera fossero "progettati" per generare il blu intenso, violette e ultravioletti che le api vedono più intensamente. Gli umani possono occasionalmente vedere questi modelli, ma di solito sono invisibili per noi su sfondi pigmentati di rosso o giallo che sembrano molto più scuri per le api.

I ricercatori lo hanno testato addestrando le api ad associare lo zucchero a due tipi di fiori artificiali. Uno aveva petali realizzati con reticoli perfettamente allineati che davano una normale iridescenza. L'altro aveva arrangiamenti imperfetti che replicavano gli aloni blu di diversi fiori veri.

Hanno scoperto che sebbene le api imparassero ad associare i fiori finti iridescenti allo zucchero, hanno imparato meglio e più velocemente con gli aloni blu. affascinante, sembra che molti diversi tipi di piante da fiore possano aver evoluto questa struttura separatamente, ciascuno utilizza nanostrutture che danno un'iridescenza leggermente sfalsata per rafforzare i loro segnali alle api.

L'effetto loto

Le piante si sono evolute in molti modi per utilizzare questo tipo di strutture, rendendoli effettivamente i primi nanotecnologi della natura. Per esempio, le cere che proteggono i petali e le foglie di tutte le piante respingono l'acqua, una proprietà nota come "idrofobicità". Ma in alcune piante, come il loto, questa proprietà è esaltata dalla forma del rivestimento in cera che lo rende effettivamente autopulente.

La cera è disposta in una serie di strutture a forma di cono di circa cinque millesimi di millimetro di altezza. Questi sono a loro volta rivestiti con modelli frattali di cera su scale ancora più piccole. Quando l'acqua atterra su questa superficie, non riesce proprio ad attaccarvisi e quindi forma delle gocce sferiche che rotolano sulla foglia raccogliendo lo sporco lungo il percorso fino a farle cadere dal bordo. Questo è chiamato "superidrofobicità" o "effetto loto".

Piante intelligenti

All'interno delle piante c'è un altro tipo di nanostruttura. Mentre le piante assorbono l'acqua dalle loro radici nelle loro cellule, la pressione si accumula all'interno delle celle fino a sembrare tra 50 metri e 100 metri sotto il mare. Per contenere queste pressioni, le cellule sono circondate da una parete costituita da fasci di catene cellulosiche di diametro compreso tra cinque e 50 milionesimi di millimetro chiamate microfibrille.

Le singole catene non sono così forti ma una volta formate in microfibrille diventano resistenti come l'acciaio. Le microfibrille vengono quindi incorporate in una matrice di altri zuccheri per formare un "polimero intelligente" naturale, una sostanza speciale che può alterarne le proprietà per far crescere la pianta.

L'uomo ha sempre usato la cellulosa come polimero naturale, ad esempio in carta o cotone, ma gli scienziati ora stanno sviluppando modi per rilasciare singole microfibrille per creare nuove tecnologie. Per la sua forza e leggerezza, questa "nanocellulosa" potrebbe avere una vasta gamma di applicazioni. Questi includono parti di automobili più leggere, additivi alimentari ipocalorici, ponteggi per l'ingegneria dei tessuti, e forse anche dispositivi elettronici che potrebbero essere sottili come un foglio di carta.

Forse le nanostrutture vegetali più sorprendenti sono i sistemi di raccolta della luce che catturano l'energia luminosa per la fotosintesi e la trasferiscono ai siti in cui può essere utilizzata. Le piante sono in grado di spostare questa energia con un'incredibile efficienza del 90%.

Ora abbiamo le prove che ciò è dovuto al fatto che l'esatta disposizione dei componenti dei sistemi di raccolta della luce consente loro di utilizzare la fisica quantistica per testare molti modi diversi per spostare l'energia contemporaneamente e trovare il più efficace. Ciò aggiunge peso all'idea che la tecnologia quantistica potrebbe aiutare a fornire celle solari più efficienti. Quindi, quando si tratta di sviluppare nuove nanotecnologie, vale la pena ricordare che le piante potrebbero essere arrivate per prime.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.