Бегония использует нанофотонику для выживания в тени

Исследователи из Университетов Бристоля и Эссекса раскрыли тайну синего отлива на листьях некоторых бегоний. Оказалось, что их хлоропласты эволюционно развили наноструктуру для улавливания света, что помогает растениям выживать в темноте под пологом тропического леса.

• Наноструктура в живой природе: Учёные обнаружили, что растения используют особую форму нанотехнологий — фотонику — для создания в листьях структур, помогающих собирать свет для фотосинтеза.
• Загадка синего отлива: Синий металлический блеск на листьях некоторых из 1500 видов бегоний проявляется только в условиях почти полной темноты и исчезает при ярком свете.
• Открытие «иридопластов»: Под микроскопом видно, что отдельные хлоропласты в этих листьях ярко отражают синий свет. Их внутренняя структура организована в чрезвычайно однородные слои толщиной всего в несколько 100 нанометров (тысячная часть ширины человеческого волоса).
• Сотрудничество с фотониками: Структура оказалась поразительно похожей на искусственные фотонные кристаллы, используемые для создания миниатюрных лазеров. Оптические измерения показали, что, отражая синий свет, эта структура эффективно поглощает больше зелёного света.
• Эволюционная адаптация: В тени тропического леса, где растут бегонии, верхний ярус деревьев поглощает большую часть синего света. Иридопласты, по-видимому, эволюционировали, чтобы улавливать оставшийся зелёный свет.
• Проверка эффективности: Исследователи из Университета Эссекса подтвердили, что в условиях очень низкой освещённости иридопласты фотосинтезируют эффективнее обычных хлоропластов.

Это открытие поднимает новые вопросы: насколько широко распространены фотонные хлоропласты в природе? Можно ли использовать эту эволюционно отточенную конструкцию для повышения урожайности сельскохозяйственных культур или в искусственных устройствах?