Strukturfarbe der Pollia-Früchte ist intensiver als bei jedem anderen biologischen Material Tropische Beere hat das schillerndste Blau der Natur - scinexx | Das Wissensmagazin
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Strukturfarbe der Pollia-Früchte ist intensiver als bei jedem anderen biologischen Material

Tropische Beere hat das schillerndste Blau der Natur

Ein Fruchtstand von Pollia condensata, die blauen Beeren stehen in Gruppen von bis zu 40 Früchten an den Enden der Zweige. © Vignolini et al. /PNAS

Die blauen Beeren der afrikanischen Tropenpflanze Pollia condensata sind einzigartig: Kein bisher bekanntes biologisches Material schillert so intensiv wie sie. Das hat ein internationales Forscherteam bei näherer Untersuchung dieser Beeren festgestellt. Selbst wenn die Pollia-Früchte schon Jahrzehnte eingetrocknet sind, erstrahlen sie noch in unverändert intensivem metallischem Blau, durchsetzt von rötlichen und grünlichen Reflexen. Jede Zelle erzeuge dabei eine leicht andere Farbnuance, so etwas kenne man von keinem anderen Organismus in der Natur, konstatieren die Wissenschaftler im Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“. Ursache dieses Farbenspiels seien keine Farbstoffe, sondern winzige, in mehreren Schichten angeordnete Zellulosefasern in der Zellwand der Beeren. Sie brechen und reflektieren das Licht auf spezielle Weise und erzeugen so den Farbeindruck.

„Die Pollia-Beeren haben die stärkste Reflektivität, die man jemals bei einem biologischen Organismus gefunden hat“, schreiben Silvia Vignolini von der University of Cambridge in England und ihre Kollegen. Die Beerenhülle werfe immerhin ein Drittel so viel Licht zurück wie ein silberner Spiegel, erzeuge dabei aber den blauen Farbeindruck. Bisher seien solche durch physikalische Strukturen erzeugten Farben von zahlreichen Tieren bekannt, darunter Schmetterlingen und Käfern. Bei Pflanzen und speziell bei Früchten habe man aber bisher nur wenige Beispiele dafür untersucht. Jetzt zeige sich, dass die Pollia-Beeren in ihrer Farbintensität selbst die leuchtend blau schillernden Flügel des Morpho-Schmetterlings oder die metallisch glänzenden Panzer von Rosenkäfern übertreffen.

Vorteile beim Anlocken von Vögeln

Die besondere Farbtechnik der Beeren könnte erhebliche biologische Vorteile für die Pflanze bringen, wie die Forscher berichten. Pollia condensata wachse im eher dunklen Unterholz des Regenwalds, sei aber für die Verbreitung ihrer Samen auf Vögel angewiesen. Einige fressen die Beeren und scheiden den Samen dann andernorts mit ihrem Kot wieder aus. Andere schmücken damit ihre Nester oder Balz-Arenen, um Weibchen anzulocken. Die brillant blaue Färbung der Beeren sorge dafür, dass diese selbst im Schummerlicht des Urwalds für die Vögel gut erkennbar seien.

„Außerdem behalten die Beeren ihre Farbe und bleiben damit für Vögel auch dann noch attraktiv, wenn sie abgefallen sind oder die Pflanze längst vertrocknet ist“, erklären die Wissenschaftler. Im Botanischen Garten von Kew in England bewahre man beispielsweise Pollia-Beeren auf, die bereits 1974 in Ghana gesammelt wurden. Obwohl längst trocken, hätten diese Früchte ihren blauen Glanz unverändert behalten.

Diese Mikroskopaufnahme zeigt, dass die einzelnen Zellen in der Beerenhülle von Pollia condensata das Licht jeweils leicht unterschiedlich zurückwerfen und so verschiedenen Farbnuancen erzeugen. © Vignolini et al. /PNAS

Elektronenmikroskop enthüllt Faserstruktur

Die Forscher hatten die Struktur der Hülle von getrockneten Pollia-Beeren mittels Elektronenmikroskop untersucht. Außerdem hatten sie Lichtbrechung und Reflektivität der Beerenoberfläche gemessen. Wie sie feststellten, liegt dabei unter einer transparenten Deckschicht ein Bereich mit besonders dickwandigen Zellen. Deren Zellwände seien die Quelle des blauen Schillerns, sagen Vignolini und ihre Kollegen. Denn sie wirkten wie Mikroreflektoren, die bei jeder Zelle eine leicht unterschiedliche Farbe des Lichts zurückwerfen. Dadurch erscheine die Farbe der Beere fast wie gepixelt.

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Die Zellwände enthalten jeweils mehrere Schichten von rund fünf Nanometer dünnen, parallel verlaufenden Zellulosefasern, wie die Forscher berichten. Diese Fasern sind damit rund zehntausend mal dünner als ein menschliches Haar. Jede Faserschicht sei leicht gegenüber der vorhergehenden verdreht, der Abstand dieser Schichten variiere dabei von Zelle zu Zelle. Dadurch reflektiere jede Zelle das Licht je nach seiner Polarisierung – der Ausrichtung der Lichtwellen – etwas unterschiedlich und erzeuge so das pixelartige Farbmuster. (doi:10.1073/pnas.1210105109)

(Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 11.09.2012 – NPO)

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