"Pointillist structural color in Pollia fruit". S. Vignolini, P. J. Rudall, A. V. Rowland, A. Reed, E. Moyroud, R. B. Faden, J. J. Baumberg, B. J. Glover, U. Streiner. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA. In press. DOI:
Biological communication by means of structural color has existed for at
least 500 million years. Structural color is commonly
observed in the animal kingdom, but has been little
studied in plants. We present a striking example of multilayer-based
strong
iridescent coloration in plants, in the fruit of Pollia condensata.
The color is caused by Bragg reflection of helicoidally stacked
cellulose microfibrils that form multilayers in the cell
walls of the epicarp. We demonstrate that animals
and plants have convergently evolved multilayer-based photonic
structures
to generate colors using entirely distinct
materials. The bright blue coloration of this fruit is more intense than
that of
any previously described biological material.
Uniquely in nature, the reflected color differs from cell to cell, as
the layer
thicknesses in the multilayer stack vary, giving
the fruit a striking pixelated or pointillist appearance. Because the
multilayers
form with both helicoidicities, optical
characterization reveals that the reflected light from every epidermal
cell is polarized
circularly either to the left or to the right, a
feature that has never previously been observed in a single tissue.
La comunicación biológica por medio de color estructural ha existido por al menos 500 millones de años. El color estructural se observa comúnmente en el reino animal, pero ha sido poco estudiado en las plantas. Se presenta un impactante ejemplo de una fuerte coloración iridiscente en plantas, basada en arreglos multicapas, en la fruta Pollia condensata. El color es provocado por una reflexión tipo Bragg de las microfibras de celulosa apiladas helicoidalmente, las cuales forman multicapas en las paredes celulares del epicarpio. Se demuestra que los animales y las plantas han desarrollado convergentemente estructuras fotónicas hechas de multicapas para la generación de colores, utilizando materiales completamente distintos. La coloración azul brillante de esta fruta es más intensa que la de cualquier otro material biológico descrito previamente. Único en la naturaleza, el color reflejado difiere de célula a célula, conforme cambia el espesor de las capas en el arreglo multicapa, dando a la fruta una apariencia fuertemente pixelada o puntillista. Debido a que las multicapas se forman con ambas helicidades, la caracterización óptica muestra que la luz reflejada de cada célula de la epidermis está circularmente polarizada, ya sea a la izquierda o a la derecha, una característica que nunca antes se había observado en tejido alguno.
No comments:
Post a Comment