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.
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.
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.
"Элементы" 01.03.2017.
Другие статьи в литературном дневнике:
