Die Frucht der afrikanischen Marmorbeere (Pollia condensata) ist ein wahrer lebender Edelstein: Ihr beeindruckender metallisch blauer Glanz verblasst niemals.
Doch die Beeren sind nicht blau, zumindest nicht in dem Sinn, den die meisten von uns vermuten würden. Sie enthalten nämlich keinerlei blaues Pigment. Der kühle Farbton entsteht vielmehr durch eine brillante optische Täuschung, die erst sichtbar wird, wenn man die Fruchtzellen unter dem Mikroskop genau untersucht.
Genau das tat ein Team unter Leitung von Forschenden der University of Cambridge im Vereinigten Königreich, um herauszufinden, wie diese marmorartige Beere ihr aussergewöhnliches Erscheinungsbild erhält.
Die Marmorbeere Pollia condensata erzeugt Blau ohne Pigment
Unsere Farbwahrnehmung beruht meist auf subtraktiver Färbung: Materialien absorbieren bestimmte Wellenlängen aus weissem Licht, während die übrigen Wellenlängen zur Farbe eines Objekts beitragen.
Die Frucht nutzt dagegen einen Trick der Strukturfarbe. Fasern in den äusseren Zellwänden sind in einer besonderen, gedrehten Struktur angeordnet, durch die Lichtwellen miteinander interferieren.
Durch diese Schichtung löschen sich manche Wellen gegenseitig aus, während andere verstärkt werden. Dadurch entsteht in bestimmten Bereichen des Spektrums ein einzigartiger Schillereffekt. In diesem Fall bleiben vor allem die Wellenlängen des blauen Lichts erhalten.
„Die leuchtend blaue Färbung dieser Frucht ist intensiver als jene vieler zuvor beschriebener biologischer Materialien“, schreiben die Forschenden.
„Dies ist die höchste berichtete Reflektivität eines an Land lebenden biologischen Organismus, einschliesslich Käferexoskeletten, Vogelfedern und des berühmt intensiven Blaus der Schuppen des Morphofalters.“
Strukturfarbe und aussergewöhnliche Lichtreflexion
Strukturfarben kommen in der Natur zwar häufig vor, bei Früchten sind sie jedoch selten. Einen verwandten Effekt zeigt die Frucht des Baums Elaeocarpus angustifolius, die allerdings weniger glänzt.
Verglichen mit dem von einem Silberspiegel zurückgeworfenen Licht reflektiert die Marmorbeere 30 Prozent des auf sie treffenden Lichts – ein ungewöhnlich hoher Wert. Obwohl die gedrehten Faserschichten blaues Licht dominieren lassen, mischen sich auch andere Farben darunter. Das verleiht der Frucht ein leicht verpixeltes Gesamtbild.
„Unsere Untersuchung zeigt, dass die unterschiedliche Dicke der Mehrfachschichten in den Pollia-Früchten eine optische Reaktion hervorbringt, die in der Natur offenbar einzigartig ist“, schreiben die Forschenden.
„Obwohl die blaue Reflexion überwiegt, verleiht die verstreute Verteilung grün und rot reflektierender Zellen der Frucht ein faszinierendes verpixeltes (pointillistisches) Aussehen, das bei keinem anderen Organismus dokumentiert wurde.“
Auffälliger Glanz sichert die Verbreitung der Samen
Nach Ansicht der Forschenden erfüllt die auffällige Präsentation einen Zweck: Indem die Frucht von P. condensata Vögel mit ihrem markanten Aussehen anlockt, kann sie ihre Samen weiter verbreiten und ihr Überleben sichern.
Dank der Struktur ihrer Zellen kann die Frucht ihr attraktives Aussehen über Jahrzehnte bewahren.
Da die Beere keinen Nährwert besitzt, muss die samenhaltige Frucht vor allem optisch auffallen.
Pfauenfedern nutzen eine ähnliche Methode, um Blicke auf sich zu ziehen, wobei dort jedoch ein anderer Ansatz der Strukturfarbe gemeinsam mit Pigmenten zum Einsatz kommt.
Wieder einmal hat die Evolution die Natur über Millionen von Jahren auf beeindruckende Weise perfektioniert – selbst bevor man den Mechanismus dahinter kennt. Bei der Entwicklung eigener Farben und Materialien versuchen wir noch immer aufzuholen.
„Diese unscheinbare kleine Pflanze hat einen fantastischen Weg gefunden, jedem Vogel in der Umgebung ein unwiderstehliches glänzendes, funkelndes, mehrfarbiges, schillerndes Signal zu senden, ohne ihre wertvollen photosynthetischen Reserven für Vogelfutter zu verschwenden“, sagt Beverley Glover, Pflanzenwissenschafterin an der University of Cambridge.
Die Studie wurde in PNAS veröffentlicht.
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