Lihim ng Bulaklak 'Signal Upang Bees At Iba Pang Mga Kamangha-manghang Nanotechnologies Nakatagong Sa Mga Halaman

Lihim ng Bulaklak 'Signal Upang Bees At Iba Pang Mga Kamangha-manghang Nanotechnologies Nakatagong Sa Mga Halaman
Ang mga bees ay maaaring makakita ng asul na halo sa paligid ng lilang rehiyon.
Edwige Moyroud

Ang mga bulaklak ay may isang lihim na signal na espesyal na pinasadya para sa mga bees kaya alam nila kung saan upang mangolekta ng nektar. At ang bagong pananaliksik ay nagbigay lamang sa amin ng isang mas malawak na pananaw sa kung paano gumagana ang signal na ito. Ang mga pattern ng nanoscale sa mga petal ay nagpapakita ng liwanag sa isang paraan na epektibong lumilikha ng "asul na halo" sa palibot ng bulaklak na nakakatulong sa pag-akit sa mga bubuyog at hinihikayat ang polinasyon.

Ang kamangha-manghang kababalaghan na ito ay hindi dapat dumating bilang sobrang isang sorpresa sa mga siyentipiko. Ang mga halaman ay talagang puno ng ganitong uri ng "nanotechnology", na nagbibigay-daan sa kanila na gawin ang lahat ng uri ng mga kamangha-manghang bagay, mula sa paglilinis ng kanilang sarili sa pagbuo ng enerhiya. At, ano pa, sa pamamagitan ng pag-aaral sa mga sistemang ito maaari naming maipagamit ang mga ito sa aming sariling mga teknolohiya.

Ang karamihan sa mga bulaklak ay mukhang makulay sapagkat naglalaman ang mga ito ng light-absorbing pigment na nagpapakita lamang ng ilang mga wavelength ng liwanag. Ngunit ang ilang mga bulaklak ay gumagamit din ng iridescence, isang iba't ibang uri ng kulay na ginawa kapag ang ilaw ay sumasalamin mula sa microscopically spaced istruktura o ibabaw.

Ang paglilipat ng mga kulay ng bahaghari na nakikita mo sa isang CD ay isang halimbawa ng iridescence. Ito ay sanhi ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga light wave lumalaki ang malapit na spaced microscopic indentations sa ibabaw nito, na nangangahulugan na ang ilang mga kulay ay nagiging mas matindi sa kapinsalaan ng iba. Habang nagbabago ang iyong anggulo sa pagtingin, ang pagbabago ng mga kulay ay nagbago upang bigyan ang kulay, kulay na epekto ng morphing na nakikita mo.

Maraming mga bulaklak gamitin grooves sa pagitan ng isa at dalawang thousandths ng isang milimetro bukod sa coating waks sa kanilang mga ibabaw upang makabuo ng iridescence sa isang katulad na paraan. Ngunit ang mga mananaliksik ay nagsisiyasat sa paraan na ang ilang mga bulaklak ay gumagamit ng iridescence upang akitin ang mga bees sa pollinate napansin ang isang bagay na kakaiba. Ang spacing at pagkakahanay ng mga grooves ay hindi lubos na perpekto gaya ng inaasahan. At hindi sila perpekto sa magkatulad na paraan sa lahat ng uri ng mga bulaklak na tiningnan nila.

Ang mga imperpeksyon na ito ay nangangahulugan na sa halip na magbigay ng isang bahaghari bilang isang CD, ang mga pattern ay nagtrabaho ng mas mahusay para sa asul at ultra-violet na ilaw kaysa sa iba pang mga kulay, na lumilikha ng tinatawag ng mga mananaliksik na "blue halo". May magandang dahilan upang maghinala na hindi ito isang pagkakataon.

Ang kulay ng pang-unawa ng mga bubuyog ay inilipat patungo sa asul na dulo ng spectrum kumpara sa atin. Ang tanong ay kung ang mga flaws sa mga pattern ng waks ay "dinisenyo" upang makabuo ng matinding blues, violets at ultra-violets na bees makita ang pinaka-malakas. Ang mga tao ay maaaring paminsan-minsan ay nakakakita ng mga pattern na ito ngunit kadalasan ay hindi nakikita sa atin laban sa pula o dilaw na pigmented na mga background na mukhang mas madidilim sa mga bubuyog.


Kunin ang Pinakabagong Mula sa InnerSelf


Sinubok ito ng mga mananaliksik sa pamamagitan ng mga bees ng pagsasanay upang iugnay ang asukal na may dalawang uri ng artipisyal na bulaklak. Ang isa ay may mga petals na ginawa gamit ang perpektong nakahanay na mga gratings na nagbigay ng normal na iridescence. Ang iba naman ay may mga pagkakamali na nagkakalat ng asul na halos mula sa iba't ibang tunay na mga bulaklak.

Nalaman nila na kahit na natutunan ng mga bubuyog na iugnay ang mga iridescent pekeng mga bulaklak na may asukal, natutunan nila ang mas mahusay at mas mabilis sa asul na halos. Sa kamangha-manghang, tila maraming iba't ibang uri ng planta ng pamumulaklak ang maaaring lumaki nang hiwalay sa istraktura na ito, ang bawat isa ay gumagamit ng mga nanostructure na nagbibigay ng bahagyang pag-iral ng kaunti upang palakasin ang kanilang mga signal sa mga bees.

Ang lotus effect

Ang mga halaman ay nagbago ng maraming mga paraan upang gamitin ang mga ganitong uri ng mga istraktura, na epektibo ang paggawa sa kanila ng mga unang nanotechnologist ng kalikasan. Halimbawa, ang mga talukap ng mata na nagpoprotekta sa mga petals at mga dahon ng lahat ng mga halaman ay nagtataboy ng tubig, isang ari-arian na kilala bilang "hydrophobicity". Ngunit sa ilang mga halaman, tulad ng lotus, ang ari-arian na ito ay pinahusay ng hugis ng waks na patong sa isang paraan na epektibong gumagawa ito ng paglilinis sa sarili.

Ang waks ay nakaayos sa isang hanay ng mga estruktura tulad ng kono tungkol sa limang thousandths ng isang milimetro sa taas. Ang mga ito ay pinahiran din ng mga fractal pattern ng waks sa kahit na mas maliit na kaliskis. Kapag ang tubig ay nakarating sa ibabaw na ito, hindi ito makakaapekto nito at sa gayon ito ay bumubuo ng mga spherical na patak na bumabaluktot sa dahon na nagpuputol ng dumi sa daan hanggang mahulog sila sa gilid. Ito ay tinatawag na "superhydrophobicity"O ang" lotus effect ".

Mga maliliit na halaman

Sa loob ng mga halaman ay may isa pang uri ng nanostructure. Bilang mga halaman tumagal ng tubig mula sa kanilang mga ugat sa kanilang mga cell, ang presyon ng builds sa loob ng mga cell hanggang sa ito ay tulad ng sa pagitan ng 50 metro at 100 metro sa ilalim ng dagat. Upang mabigyan ang mga pagpindot na ito, ang mga selula ay napapalibutan ng isang pader batay sa mga bundle ng mga selulusa chain sa pagitan ng limang at 50 millionths ng isang milimetro sa buong tinatawag microfibrils.

Ang mga indibidwal na chains ay hindi na malakas ngunit sa sandaling sila ay nabuo sa microfibrils sila ay maging bilang malakas na bilang bakal. Ang microfibrils ay pagkatapos ay naka-embed sa isang matris ng iba pang mga sugars upang bumuo ng isang natural na "matalinong polimer", isang espesyal na sangkap na maaaring baguhin ang mga katangian nito upang mapalago ang halaman.

Ang mga tao ay laging gumamit ng selulusa bilang isang likas na polimer, halimbawa sa papel o koton, ngunit ang mga siyentipiko ngayon ay bumubuo ng mga paraan upang mailabas ang mga indibidwal na microfibrils upang lumikha ng mga bagong teknolohiya. Dahil sa kanyang lakas at kagaanan, ang "nanocellulose" ay maaaring magkaroon ng malaking hanay ng mga application. Kabilang dito ang mga ito mas magaan na bahagi ng kotse, mababang calorie food additives, scaffolds para sa tissue engineering, at marahil kahit na mga kagamitang elektroniko na maaaring maging manipis bilang isang papel.

Marahil ang pinaka-kahanga-hanga na nanostructures ng planta ay ang mga sistema ng pag-aani ng ilaw na nakakakuha ng liwanag na enerhiya para sa potosintesis at inililipat ito sa mga site kung saan ito magagamit. Ang mga halaman ay maaaring ilipat ang enerhiya na ito sa isang napakalaking kahusayan 90%.

Ang pag-uusapMayroon tayong katibayan na ito ay dahil ang eksaktong pag-aayos ng mga sangkap ng mga sistema ng pag-aani ng liwanag ay nagpapahintulot sa kanila na gamitin ang quantum physics upang masubukan ang maraming iba't ibang mga paraan upang ilipat ang enerhiya nang sabay-sabay at hanapin ang pinakamabisang. Nagdaragdag ito ng timbang sa ideya na maaaring makatulong ang quantum technology mas mahusay na mga solar cell. Kaya pagdating sa pag-develop ng bagong nanotechnology, ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na ang mga halaman ay maaaring nakarating doon muna.

Tungkol sa Ang May-akda

Stuart Thompson, Senior Lecturer sa Plant Biochemistry, Unibersidad ng Westminster

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay na Libro:

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = bees pollination; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

sundin ang InnerSelf sa

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

{Emailcloak = off}