Nyuki wanaweza kuona halo ya bluu karibu na eneo la zambarau. Edwige Moyroud

Maua yana ishara ya siri ambayo imekusudiwa haswa kwa nyuki kwa hivyo wanajua mahali pa kukusanya nekta. Na utafiti mpya umetupatia ufahamu mkubwa juu ya jinsi ishara hii inavyofanya kazi. Mifumo ya Nanoscale kwenye petali huonyesha nuru kwa njia ambayo inaunda vizuri "halo ya samawati" karibu na maua ambayo husaidia kuvutia nyuki na kuhimiza uchavushaji.

Jambo hili la kupendeza halipaswi kushangaza sana wanasayansi. Mimea kweli imejaa aina hii ya "nanoteknolojia", ambayo inawawezesha kufanya kila aina ya vitu vya kushangaza, kutoka kwa kujisafisha hadi kuzalisha nishati. Na, ni nini zaidi, kwa kusoma mifumo hii tunaweza kuiweka katika teknolojia zetu.

Maua mengi yanaonekana kuwa ya rangi kwa sababu yana rangi ya kupokonya mwanga ambayo huonyesha urefu wa urefu fulani tu wa nuru. Lakini maua mengine pia hutumia iridescence, aina tofauti ya rangi inayozalishwa wakati mwangaza unaonyesha kutoka kwa miundo au nyuso zenye nafasi ndogo.

Rangi za upinde wa mvua zinazobadilika ambazo unaweza kuona kwenye CD ni mfano wa iridescence. Imesababishwa na mwingiliano kati ya mawimbi ya mwanga kukomesha viashiria vya microscopic vilivyo karibu sana kwenye uso wake, ambayo inamaanisha rangi zingine huwa kali zaidi kwa hasara ya zingine. Wakati pembe yako ya kutazama inahama, rangi zilizoongezwa hubadilika ili kutoa athari ya rangi inayong'aa.

Maua mengi hutumia mito kati ya elfu moja na mbili ya milimita mbali kwenye mipako ya nta kwenye uso wao ili kutengeneza iridescence kwa njia ile ile. Lakini watafiti wanaochunguza njia ambayo maua mengine hutumia iridescence kuvutia nyuki ili kuchavusha niliona kitu cha kushangaza. Nafasi na usawa wa grooves hazikuwa kamili kama inavyotarajiwa. Na hawakuwa wakamilifu kabisa kwa njia zinazofanana katika aina zote za maua ambazo waliangalia.

Ukosefu huu ulimaanisha kuwa badala ya kutoa upinde wa mvua kama vile CD inavyofanya, mifumo ilifanya kazi vizuri zaidi kwa taa ya samawati na rangi ya zambarau kuliko rangi zingine, na kuunda kile watafiti walichokiita "halo ya samawati". Kulikuwa na sababu nzuri ya kushuku kwamba hii haikuwa bahati mbaya.

The mtazamo wa rangi ya nyuki imehamishwa kuelekea mwisho wa bluu ya wigo ikilinganishwa na yetu. Swali lilikuwa ikiwa kasoro zilizo kwenye mifumo ya nta "zilibuniwa" ili kutengeneza buluu kali, zambarau na rangi ya samawati ambayo nyuki huona sana. Wanadamu wanaweza kuona mifumo hii mara kwa mara lakini kwa kawaida hawaonekani kwetu dhidi ya asili yenye rangi nyekundu au ya manjano ambayo inaonekana nyeusi zaidi kwa nyuki.

Watafiti walijaribu hii kwa kufundisha nyuki kuhusisha sukari na aina mbili za maua bandia. Mmoja alikuwa na petali zilizotengenezwa kwa kutumia kupendeza kabisa iliyokaa sawa ambayo ilitoa iridescence ya kawaida. Nyingine ilikuwa na mipangilio mibaya ikiiga halos za bluu kutoka kwa maua tofauti halisi.

Waligundua kuwa ingawa nyuki walijifunza kuhusisha maua bandia ya iridescent na sukari, walijifunza vizuri na haraka zaidi na halos za bluu. Kwa kupendeza, inaonekana kwamba aina nyingi za mmea wa maua zinaweza kuwa zimebadilisha muundo huu kando, kila moja ikitumia miundo inayotoa iridescence kidogo ya kilter kuimarisha ishara zao kwa nyuki.

Athari ya lotus

Mimea imebadilisha njia nyingi za kutumia aina hii ya miundo, ikiifanya kwa ufanisi wananoteknolojia wa kwanza wa asili. Kwa mfano, nta zinazolinda petali na majani ya mimea yote hurudisha maji, mali inayojulikana kama "hydrophobicity". Lakini katika mimea mingine, kama vile lotus, mali hii inaimarishwa na umbo la mipako ya nta kwa njia ambayo inafanya usafishaji wa kibinafsi.

Wax imepangwa katika safu ya miundo kama koni karibu elfu tano ya millimeter kwa urefu. Hizi pia zimefunikwa na muundo wa nta ya nta katika mizani hata ndogo. Maji yanapotua juu ya uso huu, hayawezi kushikamana nayo na kwa hivyo hutengeneza matone ya duara ambayo huzunguka kwenye jani kuokota uchafu njiani hadi waanguke pembeni. Hii inaitwa “superhydrophobia"Au" athari ya lotus ".

Mimea mahiri

Ndani ya mimea kuna aina nyingine ya nanostructure. Wakati mimea inachukua maji kutoka kwenye mizizi yake kuingia kwenye seli zao, shinikizo hujengwa ndani ya seli mpaka iwe kama kuwa kati ya mita 50 na mita 100 chini ya bahari. Ili kuwa na shinikizo hizi, seli zimezungukwa na ukuta kulingana na vifurushi vya minyororo ya selulosi kati ya milioni tano hadi 50 ya milimita moja inayoitwa microfibrils.

Minyororo ya kibinafsi sio kali lakini mara tu inapoundwa kuwa microfibrils huwa na nguvu kama chuma. Microfibrils huingizwa ndani ya tumbo la sukari zingine ili kuunda "polima mahiri" ya asili, dutu maalum inayoweza kubadilisha mali zake ili kufanya mmea ukue.

Wanadamu siku zote wametumia selulosi kama polima asili, kwa mfano kwenye karatasi au pamba, lakini wanasayansi sasa wanabuni njia za kutolewa microfibrils za kibinafsi kuunda teknolojia mpya. Kwa sababu ya nguvu na wepesi wake, hii "nanocellulose" inaweza kuwa na anuwai kubwa ya matumizi. Hizi ni pamoja na sehemu nyepesi za gari, viongeza vya chakula vya kalori ya chini, viunzi kwa uhandisi wa tishu, na labda hata vifaa vya elektroniki ambavyo vinaweza kuwa nyembamba kama karatasi.

Labda miundo ya kushangaza ya mmea ni mifumo ya kuvuna nuru ambayo inachukua nishati nyepesi kwa usanisinuru na kuipeleka kwenye tovuti ambazo inaweza kutumika. Mimea inaweza kusonga nishati hii kwa ufanisi mzuri wa 90%.

Sasa tuna ushahidi kwamba hii ni kwa sababu mpangilio halisi wa vifaa vya mifumo ya uvunaji-nuru huwawezesha kutumia fizikia ya quantum kujaribu njia nyingi tofauti za kusonga nishati wakati huo huo na pata ufanisi zaidi. Hii inaongeza uzito kwa wazo kwamba teknolojia ya quantum inaweza kusaidia kutoa seli zenye nguvu zaidi za jua. Kwa hivyo linapokuja suala la kukuza teknolojia mpya, ni muhimu kukumbuka kuwa mimea inaweza kuwa imefika hapo kwanza.

Kuhusu Mwandishi

Stuart Thompson, Mhadhiri Mkubwa katika Plant Biolojia, Chuo Kikuu cha Westminster

Makala hii ilichapishwa awali Mazungumzo. Soma awali ya makala.

Vitabu kuhusiana:

at InnerSelf Market na Amazon