Winzige äußere Strukturen in der Wachsschicht von Blaubeeren verleihen ihnen ihre blaue Farbe, konnten Forscher der Universität Bristol aufdecken. Dies gilt für viele Früchte gleicher Farbe, darunter Zwetschgen, Schlehen und Wacholderbeeren.
In der Studie, veröffentlicht In Wissenschaftliche FortschritteForscher zeigen, warum Heidelbeeren trotz der dunkelroten Farbe der Pigmente in der Fruchtschale blau sind. Ihre blaue Farbe entsteht stattdessen durch eine Wachsschicht, die die Frucht umgibt und aus Miniaturstrukturen besteht, die blaues und UV-Licht streuen. Dadurch erhalten Blaubeeren für den Menschen ihr blaues Aussehen und für Vögel ihr blaues UV-Licht. Die chromatische Blau-UV-Reflexion entsteht durch die Wechselwirkung der zufällig angeordneten Kristallstrukturen des epikutikulären Wachses mit Licht.
Rox Middleton, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der School of Biological Sciences in Bristol, erklärte: „Das Blau von Blaubeeren kann nicht durch Zerquetschen ‚extrahiert‘ werden – weil es nicht im pigmentierten Saft enthalten ist, der aus der Frucht gepresst werden kann. Das war der Grund.“ Wir wussten, dass die Farbe etwas Seltsames haben musste.
„Also haben wir das Wachs entfernt und es auf der Karte neu kristallisiert und so konnten wir eine völlig neue blaue UV-Beschichtung erzeugen.“
Der ultradünne Farbstoff ist etwa zwei Mikrometer dick und obwohl er weniger reflektierend ist, ist er sichtbar blau und reflektiert UV-Strahlen gut, was möglicherweise den Weg für neue Farbstoffmethoden ebnet.
„Es zeigt, dass die Natur sich zu einem wirklich tollen Trick entwickelt hat, einer ultradünnen Schicht für einen wichtigen Farbstoff“, fügte Rox hinzu.
Die meisten Pflanzen sind mit einer dünnen Wachsschicht überzogen, die mehrere Funktionen hat, von denen viele Wissenschaftler immer noch nicht verstehen. Sie wissen, dass es als hydrophobe, selbstreinigende Beschichtung sehr effektiv sein kann, aber erst jetzt erkennen sie, wie wichtig die Struktur für die sichtbare Färbung ist.
Nun plant das Team, nach einfacheren Möglichkeiten zu suchen, die Beschichtung nachzubilden und aufzutragen. Dies könnte zu einer nachhaltigeren, biokompatibleren und sogar essbaren UV- und blaureflektierenden Farbe führen.
Darüber hinaus könnten diese Beschichtungen die gleichen vielfältigen Funktionen haben wie natürliche biologische Beschichtungen, die Pflanzen schützen.
Rox fügte hinzu: „Es war wirklich interessant herauszufinden, dass es direkt vor unserer Nase einen unbekannten Farbmechanismus bei beliebten Früchten gab, die wir ständig anbauen und essen.“
„Noch aufregender war es, diese Farbe reproduzieren zu können, indem man das Wachs erntete, um eine neue blaue Beschichtung herzustellen, die noch niemand zuvor gesehen hatte.
„Es ist der Traum, die gesamte Funktionalität dieses natürlichen Wachses in künstlich hergestellte Materialien zu integrieren.“
Mehr Informationen:
Rox Middleton et al., Selbstorganisierte, ungeordnete Strukturfarbe aus Fruchtwachsblüten, Wissenschaftliche Fortschritte (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk4219. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk4219