Как восковые кристаллы редкого саговника создают синий цвет без пигмента

Вымирающий южноафриканский саговник Encephalartos horridus обладает колючими серебристо-синими листьями. Исследователи из Университета Хиросимы выяснили, что этот цвет создаётся не пигментом, а оптическим эффектом воскового покрытия на основе липидного соединения, которое может восходить к истокам эволюции наземных растений.

  • Структурная окраска: Покрытие из эпикутикулярного воска на листьях образует трубчатые кристаллы, которые отражают свет в ультрафиолетовом (UV) и синем диапазонах, создавая синеватый оттенок.
  • Ключевое соединение: Основной восковой компонент — нонакозан-10-ол. Он обнаружен у многих групп растений (гинкго, хвойные, саговники, некоторые мхи), что указывает на его древнее эволюционное происхождение.
  • Взаимодействие с тканью: Синий цвет проявляется только при сочетании восковых кристаллов (толщиной ~0.1 мкм) с тёмной, богатой хлорофиллом тканью под ними. Если удалить восковой слой или создать воздушную прослойку под ним, цвет исчезает или становится сероватым.

Возможные функции синего цвета

Исследователи предполагают две основные адаптивные причины:

  1. Защита от UV-излучения: Отражение ультрафиолета критически важно для выживания в пустынной среде.
  2. Привлечение опылителей: Насекомые, которые могут видеть UV- и синий свет, могут использовать этот оттенок как визуальный сигнал для поиска репродуктивных органов растения.

Неразгаданный биосинтез

Хотя известно, что E. horridus накапливает в воске нонакозан-10-ол, путь его биосинтеза остаётся загадкой.

  • У модельного растения Arabidopsis thaliana (цветковое растение) этот спирт не образуется; вместо него синтезируются другие вторичные спирты по изученному пути.
  • Попытки воспроизвести синтез нонакозан-10-ола в модельном растении с помощью предполагаемых ферментов KCS (keto-acyl-CoA synthases) не увенчались успехом. Это указывает на участие дополнительных, пока неизвестных биохимических путей.

Перспективы: Понимание механизма синтеза этого воска углубляет знания об адаптации растений и может вдохновить на создание новых материалов, основанных на природных принципах.