這種果實長成了金屬藍色，目的是為了不被吃掉

2020-09-03 BioArt植物

Current Biology | 為了讓自己被吃掉，這種果實長成了金屬藍


研究人員發現，有一種常見的植物果實因為其細胞結構的脂肪，會呈現出耀眼的藍色。這也是首次在自然界的植物中觀察到這種顏色。


地中海莢蒾的果實炫目的藍色，來自於細胞結構中的脂肪。這是第一次在自然界中觀察到由脂質形成的結構色。圖片來源：Rox Middleton


來源 | 劍橋大學、科研圈

翻譯 | 胡琦琳

審校 | 戚譯引


地中海莢蒾（Viburnum tinus）是一種常綠灌木，廣泛分布在英國和歐洲其他地區，可以結出富含脂肪的金屬藍色果實。耀眼的藍色和豐富的營養的結合，使這些果實成為鳥類無法抗拒的食物，增加了種子傳播的可能性，為植物的繁衍生長做出了貢獻。


由劍橋大學領導的研究人員使用電子顯微鏡研究了這些藍色水果的結構。雖然自然界中還有其他類型的結構色，如孔雀羽毛和蝴蝶翅膀的顏色，但這是首次發現這種結構中含有脂肪或脂質。研究結果發表在 Current Biology 期刊上。


「在英國和歐洲的大部分花園、街道都可以看到地中海莢蒾，很多人也都見過這種植物，只是我們可能沒有意識到這種植物果實的顏色有多麼的不尋常。」該研究的共同作者之一 Rox Middleton 說，她在劍橋大學化學系讀博期間參與了這項研究。


自然界的大多數顏色是由色素構成。然而，自然界中有一些最明亮、色彩最豐富的物質，如孔雀羽毛、蝴蝶翅膀和蛋白石，它們的顏色與色素無關，而僅僅由內部結構產生，這一現象稱為結構色。結構的不同排列方式可以反射特定的光，通過光和物質之間的相互作用產生顏色。


「我第一次注意到這些螢光藍色的果實，是在佛羅倫斯看望家人的時候。」領導這項研究的劍橋大學化學系 Silvia Vignolini 博士說，「我覺得這種顏色很特別，但又不清楚為什麼它會有這樣的顏色。」


「地中海莢蒾果實的金屬光澤非常罕見，所以我們使用了電子顯微鏡來研究細胞壁的結構。」共同第一作、耶魯大學的 Miranda Sinnott-Armstrong 說，「我們發現了一種前所未聞的結構：一層又一層的小脂滴。」


莢蒾果實顯微照片。圖片來源：Rox Middleton


這些脂質結構位於果實外果皮（epicarp）的細胞壁中。此外，在複雜結構的下面又有一層深紅色的花青素，任何沒有被脂質結構反射的光都會被下面的深紅色色素吸收。這樣就可以防止光線的背散射（backscattering），讓果實看起來更藍。


研究人員還利用計算機模擬表明，這種類型的結構可以產生莢蒾果實中所見的那種藍色結構色。結構色現象在某些動物中很常見，尤其是鳥類、甲蟲和蝴蝶，但在植物的果實中很少發現。


雖然大多數果實脂肪含量低，但是有的果實富含脂質 ，如鱷梨、椰子和橄欖，可以給動物提供重要的高能量食物。這對植物並沒有直接的好處，但它可以通過吸引鳥類來促進種子的傳播。


地中海莢蒾果實的顏色也可以作為其營養成分的標誌：鳥類可以通過觀察果實是否呈藍色來判斷它是否富含脂肪或碳水化合物。換句話說，因為脂質同時產生信號（顏色）和獎勵（營養），這樣的藍色可能是一種「誠實信號（honest signal）」。


「據我們所知，誠實信號在植物果實中很少見。」 Sinnott-Armstrong 說，「如果地中海莢蒾果實的結構色實際上是誠實信號，那麼這將是一個很好的例子，在某種程度上來說，至少顏色和營養是來自同一部分：嵌在細胞壁中的脂質。我們以前從未見過這樣的現象，也更加的好奇其他具有結構色的植物果實是否也有類似的納米結構和營養成分。」


結構色的潛在應用是，它不需要不尋常的或具有破壞性的化學顏料，而可以使用任何材料形成顏色。「令人興奮的是，這種植物使用了一種可能有營養的脂質來產生耀眼的螢光藍色。這可能可以啟發工程師們製造我們自己的具有雙重用途的顏色。」 Vignolini 說。


來源：微信公眾號「科研圈」。

原文連結：http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2020.07.005

相關焦點

  • 全身金屬藍色的果實,自帶反光功能,這樣的植物你不一定見過
    然而歐洲地區有一種園林植物卻能夠呈現出比藍莓還要純正的藍色，而且該藍色看起來還挺有金屬質感的。這種園林植物就是地中海莢迷，根據報導近期來自英國劍橋大學物理化學家席爾瓦·維格納裡尼在《當代生物學》期刊上發表了一篇關於地中海莢迷的研究論文。
  • 這種草能潤心清肺,長得像蘭草,冬日結藍色的果實!
    在鄉村的山坡上，有一種像蘭草花的植物，在冬日裡結出藍色的果實，這果實雖好看，但不能入藥，能入藥的是其小塊根，您可認識這種植物？看，這藍色的果實多漂亮啊，您知道是什麼？這植物的葉子像蘭草花，但卻不是蘭草花。
  • 動物為了不被吃掉，會不會變得越來越難吃？
    此時，我們就不禁疑惑了，以上動物都是因為肉質美味才被吃掉的，那就不能讓自己進化的難吃些嗎？鱟作為現存為數不多的活化石，它的祖先可以追蹤到地質歷史時期古生代的泥盆紀。鱟的外表長的很抽象，有點像異形裡面的抱臉蟲，肉非常的少，擁有藍色的血液，世界各國醫學界也表明食用鱟對身體健康和生命安全存在著極大危害。
  • 為了避免被人類吃掉，動物們會不會變化得越來越難吃？
    不過也正是這樣，許多生物為了自己不被吃掉，於是隨著環境的變遷與自身的適應性，身上多出來很多的機制，可以說一方面是為了保護自己不受自然的傷害，另一方面是避免被其他生物吃掉。還有苦瓜，儘管你不好吃，但是你有營養價值啊！
  • 世界罕見的藍色水果,幾乎都很昂貴,為什麼藍色水果如此稀少?
    說到藍色的水果，大家第一反應肯定是藍莓。的確，我們在日常生活中經常在超市裡見到的藍色水果，也就只有藍莓了。憑藉著這種獨一無二的「高顏值」，藍莓的價格也是賣得很貴，絕對不輸給櫻桃。美國是藍莓的主要產區，這個故事也未必一定不真實，不過，藍莓的營養價值可是實實在在的，豐富的花青素，含量比紅心火龍果還要高，這就是藍莓的「獨家招牌」。不過，在看著藍莓眼饞的時候，你有沒有想過，自然界中藍色的水果為什麼這麼少？在全世界範圍內，還有哪些藍色的水果呢？
  • 這種果實如桌球般大小,熟之後紅豔豔,卻不能吃
    這種果實像桌球般大小，熟了之後紅豔豔，惹人喜受，但卻不能吃。在澄邁縣澄邁盈濱半島亞泰酒店園林裡，隨處可見這種景觀樹。這種景觀樹長成這個樣子，高大挺拔和檳榔樹比較像，有人又把它稱為假檳榔樹。其實它的學名稱作狐尾椰子樹，屬於棕櫚科。
  • 這種植物的花朵居然長得像海星!而它們的果實更加奇特!
    而有的植物，明明動不了，可偏要把自己長成動物的模樣。由此，在動植物的世界中，誕生了許多長相奇特的物種。今天我們要去認識一種植物，它們的花朵居然長得像海星！花朵都如此奇特，那它們的果實有會是怎樣的呢？ 1.「此花非彼花！」現今植物界，多肉植物非常受歡迎。
  • 誰能想到龍舌蘭開花的時候長成了一棵參天大樹?
    這種最最最傳統的方法會幫你更好的體會到龍舌蘭的美好。其實龍舌蘭原產於美洲的植物，生長在路邊上的野生植物，又硬又多刺，初次見到它的時候會覺得它很普通很不起眼。 如圖：誰能想到龍舌蘭開花的時候活生生地長成了一棵參天大樹。
  • 果實細胞壁的脂質納米結構,使其有了驚人的色彩,以吸引鳥類
    地中海莢迷的藍色果實。圖片來源：Rox Middleton藍色果實非常罕見，因為使果實呈藍色的色素化合物在自然界中並不常見。但歐洲一種受歡迎的園林植物——地中海莢迷的金屬藍色果實卻擁有這種顏色，而且是以一種特殊的方式。
  • 接管蝸牛身體,使其變成「殭屍蝸牛」,該動物目的讓自已被吃掉
    不過，科學家們發現某種動物為了能讓自已活得豐衣足食，其做法實在太殘忍了，其做法實在是太齷齪了。近日，有人再次發現一種被稱為「殭屍蝸牛」的蝸牛，儘管它是一隻小小蝸牛，但是有人發現它的兩個角看起來很奇怪，一直跳躍著橙色和綠色，此外身體裡面也在跳躍著橙色和綠色。
  • 這種水八仙的果實長在哪裡,你見過嗎?
    這種菱角俗稱「兩角老菱」，一般都是農戶種植，和蓮藕等混種。顏色鮮紅的菱角在寧波也有種植在寧波，還有一種土菱角，俗稱「水老菱」。個頭只有大拇指的指甲大小，菱角呈暗綠色，這種多為野生貨，以前在東錢湖等湖面上較為常見。
  • 愛你是為了吃掉你 揭秘動物世界的絕對隱私組圖
    為了顯示自己威猛無比，它們喜歡在更高的地方留下自己的尿液，所以它們喜歡玩倒立，以屁股朝天的高難度倒立撒尿動作在樹幹上留下記號，尿得越高，就證明它越強大。為了不讓小藍鯨餓著，藍鯨媽媽一天需要哺乳50次。　　單獨的一隻雌鴿子不會下蛋，它必須看到其他鴿子，卵巢功能才會正常運作，如果實在沒有其它鴿子可看，給它看自己的鏡中影像也能產生同樣的效果。
  • 【3D新聞】一種能「吃掉」金屬3D列印支撐結構的電化學工藝
    最近，他設計了一種電化學工藝，可用來「吃掉」金屬3D列印件的支撐結構。由於像Stratasys這樣的公司的開創性工作以及特殊的可溶性材料的開發，塑料3D列印件的支撐結構去除變得容易得多。相對應地，金屬列印件的支撐結構去除仍然是一個難題。      為了解決這個難題，Hildreth的最初想法是「如果控制好局部的化學環境，任何金屬都可以溶解」。
  • 這種樹木材不能做家具,果實也不能吃,但農民卻稱它為「致富樹」
    這種樹木材不能做家具，果實也不能吃，但農民卻稱它為「致富樹」。當然也有一些樹木，樹幹的價值反而不如身上的其他部位，比如說杜仲就是如此，它的樹皮價值反而更高一些，而樹幹的價值相比就低上很多。當然今天我們要說的這種木材也是如此，雖然看起來木材並不是很珍貴，但卻能夠被農民廣泛的種植，成為了一種發財樹，而這種樹的名字就是油桐樹。
  • 理性討論一下燒燒果實和巖漿果實
    理性討論一下燒燒果實和巖漿果實 1、正常情況下，我們常見的火焰，比如燒柴、做飯、甚至是火災等等，大概是在1000攝氏度以下，不足以融化金屬，甚至是熔點低至660攝氏度左右的鋁製鍋具也可以放在火上幹燒一段時間。
  • 巖漿果實,為什麼是燒燒果實上級?
    很多海米對於燒燒果實和巖漿果實的上下級關係存在很大的質疑，今天就來討論一下。
  • 這種瀕危的鸚鵡最愛吃一種果實,果實少了鸚鵡也瀕危了,真不值得
    這種瀕危的鸚鵡最愛吃一種果實，果實少了鸚鵡也瀕危了，真不值得。盲目的上山也是一種盲目之舉，唯一有效的辦法就是要找到蠟棕櫚樹，因為這種樹木對於這種鸚鵡來說就是它們的命根子，把它們比作是為這種樹木而生也是一點都不過分的。黃耳錐尾鸚鵡它們在厄瓜多也有野生種群活動，但是它們並不在這裡繁殖，而是要在每年3-4月份遷徙去哥倫比亞去找蠟棕櫚樹，它們非常喜歡在這種樹木上建造巢穴和繁殖小鸚鵡。
  • 非洲「變態魚」,為了生存,不惜吃掉一半的身體
    非洲「變態魚」，為了生存，不惜吃掉一半的身體 大自然是個神奇的存在，創造出了世間萬物，為了適應物競天擇適者生存的自然環境，自然界每天都在上演著很多激烈的戰鬥，不僅對別的動物狠，有一種魚類對自己更狠，被稱為非洲的變態魚。
  • 這種藍色水果,超級耐冷,還曾與科技掛鈎而出名,網友:高不可攀
    某健身教練曾經說過，減肥不成功，可以試試把你的餐具換成藍色，可以抑制食慾。據不嚴謹的數據研究顯示，我們常人最不喜歡的顏色無非有三種，藍色、紫黑色、黑色。這三種顏色在飲食助行中最常見了，近幾年流行的冷淡風的北歐式餐盤就是其中一種。仔細想一下，這三種顏色其實全都被一種水果承包了，那就是藍莓。一種果肉細膩，風味獨特，酸甜適中，香氣怡人的神奇水果。
  • 自然科普:為了不讓別人認出來,昆蟲給自己整了個容
    不過，昆蟲的整容不僅為了美，還為了保護自己不被吃掉。剛孵化的蟲寶寶不僅長得怪、吃得也怪，成長的過程更像經歷了一次又一次整容手術，不到最後的成蟲階段都不知道它們是哪家的娃。整容案例一：蜉蝣的成蟲飛在空中的蜉蝣成蟲翅膀散發著金屬光澤，還長著一對大大的複眼，腹部飄動著長長的絲狀尾須。它的稚蟲卻是個標準的水生動物，在水下將生活1-3年時間，還長著適應水下生活的氣管鰓。