这种植物使用量子技巧来获得美丽的蓝叶

根据布里斯托大学的一项新研究,生活在热带雨林地板上的一种秋海棠具有蓝色的叶子,因为它具有量子力学技巧,可以使植物从昏暗的光线中提取更多的能量并防止它消失

事实上,正如希瑟·惠特尼博士及其同事在周一出版的“自然植物”杂志中所解释的那样,马来西亚物种海棠(Begonia pavonina)使用一种称为光子学的纳米技术在它们的叶子中创造出特殊的结构,使它们能够有效地收获能量

- 光线条件,但导致它们的叶子变成闪亮的钴色

这些蓝色的叶子,Popular Mechanics和Gizmodo说,使秋海棠能够从穿过森林树冠的少量红绿光中汲取更多的能量,并将其带到雨林的地板上

作者指出,新的研究表明,植物的着色对于它们的生存至关重要,并不仅仅是为了外观

“这实际上非常精彩,”惠特尼周一告诉Popular Mechanics

“植物必须应对在不逃跑的情况下抛向他们的每一个障碍

在这里,我们看到一种植物的证据,这种植物实际上已经进化为物理操纵它所接收的小光

这真是令人惊讶,并且是一个绝对令人惊讶的发现

“布里斯托尔团队的研究解决了围绕这些蓝叶的长期谜团,一些专家假设这可能是一种适应恐吓潜在捕食者或防止植物暴露的方法比它能处理的更轻

事实上,研究作者发现,将植物暴露在更多的光线下会导致蓝色慢慢褪色

“我们在显微镜下发现,这些叶子中的单个叶绿体明亮地反射出蓝光,几乎就像一面镜子,”布里斯托尔生物科学学院的博士生,该研究的第一作者马特雅各布斯在一份新闻稿中解释道

“通过使用一种称为电子显微镜的技术进行更详细的研究,我们发现在秋海棠中发现的'蓝色'叶绿体与其他植物中发现的叶绿体之间存在显着差异

”雅各布斯称这些叶绿体也被称为iridoplast,因为发现它们的蓝色着色具有光子晶体结构,该光子晶体结构由仅几百纳米厚的均匀层组成,或者是人类头发宽度的约1,000倍

布里斯托尔团队知道这些结构足够小以干扰蓝光波,开始探索叶绿体和秋海棠叶蓝色之间的可能联系

他们发现这些结构似乎与通常用于制造激光器和其他光控光子器件的人工构造类似,当然,执行与这些组件相同的光学测量可以提供对发现的自然结构的大量洞察

在植物中

他们发现晶体结构反射蓝光并吸收绿光,因为构成其上方森林树冠的树木往往会吸收蓝光,并为雨林地板上的植物生命留下绿光

简而言之,秋海棠基本上演变成绿光清除剂,虽然这部分神秘感已经解决,但研究人员指出仍有许多问题需要回答

例如,科学家可以使用同样的设计来改变作物并提高产量,或者改进电子设备吗

这种适应性在本质上有多常见

惠特尼告诉Gizmodo,她认为这种特质可能“比目前想象的更常见

我们知道有几种海棠属植物具有这些光子不透明物,看起来并不明显 - 我们知道其他各种植物产生相似的结构,但尚未进行过调查

“她还指出,该研究有助于改善“太阳能捕获”和“可以作为该领域未来工作的灵感”

- 图片来源:布里斯托大学

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