Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск



Главная / Картинка дня версия для печати

Иридесценция листьев бегонии


Иридесценция листьев бегонии

Растение, которое вы видите на этом фото, растет на подоконнике биологического факультета БГУ. Это один из типичных культурных сортов королевской бегонии (Begonia rex). Голубовато-серебристый отлив ее листьев — это оптический эффект, создаваемый иридопластами.

В природе существует два механизма формирования цвета — химическое (обусловленное пигментами) и структурное окрашивание. Пигменты, содержащиеся в листьях растений, придают им зеленую (хлорофилл), желто-оранжево-красную (каротиноидные пигменты) или сине-бордово-фиолетовую (антоцианы) окраску. Есть и примеры участия структурного цвета в окрашивании листьев. Структурное окрашивание — иридесценция, или иризация (от греч. iris, iridos «радуга»; см. iridescence), — возникает благодаря таким оптическим эффектам, как дифракция и интерференция. Эти эффекты создаются дифракционными решетками — структурами, в которых регулярно чередуются светоотражающие и несветоотражающие области. Размеры ячеек в такой решетке должны быть соразмерны длинам волн оптического спектра.

Begona rex

Сорт королевской бегонии под названием Capricorn («козерог»). Фото с сайта davesgarden.com

У бегоний структурный цвет на листьях встречается достаточно часто — например, среди сортов видов Begonia rex и Begonia pavolina. Недавние исследования обнаружили, что роль дифракционных решеток выполняет особый тип хлоропластов — иридопласты. Внутри любого хлоропласта имеются светособирающие структуры — тилакоиды. Тилакоиды собираются в стопки — граны. Оказалось, что иридесцентные свойства иридопластов определяются регулярным расположением в них гран, причем каждая грана состоит из равного числа тилакоидов. В результате получается структура, напоминающая фотонный кристалл.

Механизм иридесценции листьев бегонии

Механизм иридесценции листьев бегонии связан с особой структурой их пластид. А — лист растения Begonia pavonina, Б — фотография иридопласта в клетке эпидермиса листа бегонии, В — иридопласт при рассмотрении в электронном микроскопе, Г — спектр отражаемых длин волн иридопласта, Д — тонкая микроструктура иридопласта, выявляемая при электронном микроскопировании. Иридесценция связана с регулярным расположением стопок тилакоидов в иридопласте. Рисунок из статьи M. Jacobs et al., 2016. Photonic multilayer structure of Begonia chloroplasts enhances photosynthetic efficiency

Исследования показали, что иридесценция листьев бегонии имеет функциональное значение: часть длин волн, рассеиваемых при дифракции, идет на фотосинтезирующие комплексы, и это позволяет использовать энергию фотонов даже в той области спектра, которая недоступна обычным хлоропластам. Это свойство важно для видов бегоний, произрастающих в затененных джунглях на островной части Малайзии, в частности, видов Begonia pavonina и Begonia rex. И конечно же, эта особенность не могла не стать предметом внимания селекционеров, создавших широкое разнообразие сортов декоративных культурных бегоний.

Разнообразие окрасок листьев бегоний

Разнообразие окрасок листьев бегоний в дикой природе и у культурных сортов. Вверху слева — дикорастущие бегонии вида Begonia pavonina. Фото с сайтов flickr.com/photos/epicphals, es.aliexpress.com, pinterest.com, fineartamerica.com, logees.com

Фото © Татьяны Романовской.

См. также о структурной окраске в оперении птиц:
1) Павлин-лейкист, «Элементы», 25.02.2017.

Татьяна Романовская

Комментировать



Последние картинки:  БиологияФизикаТатьяна Романовская

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия