Las flores tienen una señal secreta que está especialmente diseñada para las abejas, de modo que sepan dónde recolectar el néctar. Y una nueva investigación nos acaba de dar una mayor comprensión de cómo funciona esta señal. Los patrones a nanoescala en los pétalos reflejan la luz de una manera que crea efectivamente un "halo azul" alrededor de la flor que ayuda a atraer a las abejas y estimula la polinización.

Este fascinante fenómeno no debería sorprender demasiado a los científicos. Las plantas están llenas de este tipo de "nanotecnología", que les permite hacer todo tipo de cosas increíbles, desde limpiarse hasta generar energía. Y, Y lo que es más, al estudiar estos sistemas, podríamos ponerlos en práctica en nuestras propias tecnologías.

La mayoría de las flores parecen coloridas porque contienen pigmentos que absorben la luz y reflejan solo ciertas longitudes de onda de luz. Pero algunas flores también usan iridiscencia, un tipo diferente de color producido cuando la luz se refleja en estructuras o superficies microscópicamente espaciadas.

Los colores cambiantes del arco iris que puede ver en un CD son un ejemplo de iridiscencia. Es causado por interacciones entre ondas de luz que rebotan en las hendiduras microscópicas poco espaciadas en su superficie, lo que significa que algunos colores se vuelven más intensos a expensas de otros. A medida que cambia su ángulo de visión, los colores amplificados cambian para dar el brillo, efecto de color morphing que ves.

Muchas flores usan ranuras separadas entre una y dos milésimas de milímetro en la capa de cera de su superficie para producir iridiscencia de manera similar. Pero los investigadores que investigan la forma en que algunas flores usan la iridiscencia para atraer a las abejas a polinizar han notado algo extraño. El espaciado y la alineación de las ranuras no fueron tan perfectos como se esperaba. Y no eran del todo perfectos de formas muy similares en todos los tipos de flores que miraban.

Estas imperfecciones significaron que en lugar de dar un arcoíris como lo hace un CD, los patrones funcionaron mucho mejor para la luz azul y ultravioleta que otros colores, creando lo que los investigadores llamaron un "halo azul". Había buenas razones para sospechar que esto no era una coincidencia.

La percepción del color de las abejas se desplaza hacia el extremo azul del espectro en comparación con la nuestra. La pregunta era si los defectos en los patrones de cera estaban "diseñados" para generar azules intensos, violetas y ultravioletas que las abejas ven con más fuerza. Los humanos ocasionalmente pueden ver estos patrones, pero generalmente son invisibles para nosotros contra fondos pigmentados rojos o amarillos que se ven mucho más oscuros para las abejas.

Los investigadores probaron esto entrenando a las abejas para que asociaran el azúcar con dos tipos de flores artificiales. Uno tenía pétalos hechos con rejillas perfectamente alineadas que daban una iridiscencia normal. El otro tenía arreglos defectuosos que replicaban los halos azules de diferentes flores reales.

Descubrieron que aunque las abejas aprendieron a asociar las flores falsas iridiscentes con el azúcar, aprendieron mejor y más rápido con los halos azules. Fascinantemente, parece que muchos tipos diferentes de plantas con flores pueden haber desarrollado esta estructura por separado, cada uno usando nanoestructuras que dan una iridiscencia ligeramente desordenada para fortalecer sus señales a las abejas.

El efecto loto

Las plantas han evolucionado de muchas formas para utilizar este tipo de estructuras, convirtiéndolos efectivamente en los primeros nanotecnólogos de la naturaleza. Por ejemplo, las ceras que protegen los pétalos y las hojas de todas las plantas repelen el agua, una propiedad conocida como "hidrofobicidad". Pero en algunas plantas, como el loto, esta propiedad se ve reforzada por la forma del recubrimiento de cera de una manera que efectivamente lo hace autolimpiante.

La cera está dispuesta en una serie de estructuras cónicas de unas cinco milésimas de milímetro de altura. Estos, a su vez, están recubiertos con patrones fractales de cera a escalas aún más pequeñas. Cuando el agua aterriza en esta superficie, no se puede pegar en absoluto y, por lo tanto, forma gotas esféricas que ruedan por la hoja recogiendo la suciedad a lo largo del camino hasta que se caen del borde. Esto se llama "superhidrofobicidad" o "efecto loto".

Plantas inteligentes

En el interior de las plantas existe otro tipo de nanoestructura. A medida que las plantas absorben agua de sus raíces a sus células, la presión se acumula dentro de las celdas hasta que es como estar entre 50 metros y 100 metros bajo el mar. Para contener estas presiones, las células están rodeadas por una pared basada en haces de cadenas de celulosa de entre cinco y 50 millonésimas de milímetro de diámetro llamadas microfibrillas.

Las cadenas individuales no son tan fuertes, pero una vez que se forman en microfibrillas, se vuelven tan fuertes como el acero. Luego, las microfibrillas se incrustan en una matriz de otros azúcares para formar un "polímero inteligente" natural, una sustancia especial que puede alterar sus propiedades para hacer crecer la planta.

Los seres humanos siempre han utilizado la celulosa como polímero natural, por ejemplo en papel o algodón, pero los científicos ahora están desarrollando formas de liberar microfibrillas individuales para crear nuevas tecnologías. Por su fuerza y ​​ligereza, esta "nanocelulosa" podría tener una amplia gama de aplicaciones. Estos incluyen piezas de automóvil más ligeras, aditivos alimentarios bajos en calorías, andamios para la ingeniería de tejidos, y quizás incluso dispositivos electrónicos que podrían ser tan delgados como una hoja de papel.

Quizás las nanoestructuras vegetales más asombrosas son los sistemas de captación de luz que capturan la energía de la luz para la fotosíntesis y la transfieren a los sitios donde se puede utilizar. Las plantas pueden mover esta energía con una increíble eficiencia del 90%.

Ahora tenemos evidencia de que esto se debe a que la disposición exacta de los componentes de los sistemas de captación de luz les permite usar la física cuántica para probar muchas formas diferentes de mover la energía simultáneamente y encontrar la más efectiva. Esto añade peso a la idea de que la tecnología cuántica podría ayudar a proporcionar células solares más eficientes. Entonces, cuando se trata de desarrollar nueva nanotecnología, Vale la pena recordar que es posible que las plantas hayan llegado primero.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.