Нанотехнологии помогают цветам привлекать пчёл

Что только не придумывают растения, чтобы привлечь насекомых: подделывают запахи, подмешивают в нектар кофеин и даже нанимают муравьёв, которые, подобно охране в ночном клубе, пропускают только благонадёжных опылителей. Теперь международная команда биологов и физиков уличили многие виды цветковых растений в использовании нанотехнологий.

Предыдущие исследования неоднократно показывали, что дикие пчёлы предпочитают цветы фиолетового и синего цвета, потому что те, как правило, вырабатывают больше нектара. Но в природе такая окраска встречается очень редко, так как синие пигменты гораздо сложнее красных и жёлтых каротиноидов, и для их производства требуется больше энергии.

Но оказывается, многие растения научились обходить эти трудности с помощью уникальных оптических трюков. Учёные из Кембриджского университета, Королевских ботанических садов Кью и швейцарского Института Адольфа Меркле обнаружили на многих цветках наноразмерные структуры, которые рассеивают свет, порождая волны синего-ультрафиолетового спектра. Под определённым углом зрения они создают вокруг цветка голубой ореол.

Беверли Гловер (Beverley Glover) и её коллеги исследовали с помощью электронного микроскопа цветы ослинника Oenothera stricta, урсинии Ursinia speciosa и гибискуса тройчатого Hibiscus trionum.

Исследователей заинтересовала необычная текстура поверхности лепестков, образованная крошечными бороздами и впадинами, которые со стороны напоминают лежащие в пачке макароны. Конечно, эти линии были хорошо известны ботаникам и прежде, но до сих пор они считались случайным природным рисунком и мало кто догадывался об их истинном назначении.

"Мы всегда полагали, что беспорядок, который мы наблюдали на поверхностях лепестков, был просто случайным побочным продуктом жизни, – говорит Гловер в пресс-релизе. – Для нас стало настоящим сюрпризом то, что в этом беспорядке генерируется важный оптический сигнал, который позволяет пчёлам быстрее находить цветы".

Чтобы убедиться в необычных способностях цветков, исследователи воссоздали нанотекстуру на искусственных лепестках и в ходе лабораторного эксперимента наблюдали за реакцией пчёл. Оказалось, что насекомые могут различать цветок с узором и без него, даже если они покрашены в одинаковый чёрный или жёлтый цвет.

Когда исследователи установили рядом с разными типами лепестков кормушки с сахарным раствором и горьким хинином, пчёлы смогли дистанционно распознавать нужные "цветы" по синему ореолу.

Анализ показал, что у разных видов растений узор сильно отличается по высоте и ширине гребней, а также по интервалу между ними. Часто даже на одном лепестке рисунок не был однородным. При этом все обследованные растения создавали голубое свечение, хорошо заметное для пчёл, фоторецепторы которых особенно чувствительны к синей части ультрафиолетового спектра.

Снимок поверхности лепестка урсинии, сделанный с помощью сканирующего электронного микроскопа.

По мнению авторов статьи, опубликованной в журнале Nature, это свидетельствует о том, что беспорядочные структуры у разных цветов развивались независимо друг от друга, но в результате эволюции все они приобрели полезное для размножения свойство.

Стоит отметить, что человеческий глаз может различать синий ореол, исходящий лишь от некоторых тёмно-окрашенных цветков, например, в виде синего отлива чёрных тюльпанов. Но на жёлтом или красном фоне такое свечение для нас совершенно невидимо.