Proč jsou borůvky modré, přestože neobsahují modrý pigment?

Neobvyklá borůvka

V živočišné říši má mnoho vizuálně orientovaných frugivorů (živočichů živících se ovocnými plody) oči vysoce přizpůsobené pro citlivost na modrou barvu. Je tedy překvapivé, že se v přírodě nevyskytuje více modře zbarvených plodů.

Některé plody jsou však modré, i když tento pigment neobsahují. To je i případ zralých borůvek, které se na pohled jeví jako modré, uvnitř jsou ovšem výrazně červenofialové. Modrou barvu nelze extrahovat ani z rozmačkaných borůvek. Na borůvkově modré barvě je prostě něco neobvyklého. 

Obr.  Borůvky se nám jeví jako modré, přestože neobsahují modré pigmenty. Foto: Shutterstock

Modrá je v přírodě vzácná

Modrá barva je v přírodě poměrně vzácná, pouze jedna z deseti rostlin má tuto oblíbenou barvu. Zčásti je to tím, že pravý modrý pigment se v přírodě nevyskytuje. Červené pigmenty (anthokyany) jsou naopak poměrně četně zastoupeny v různých odstínech. Navíc mění barvu v závislosti na pH prostředí, od růžové v kyselém prostředím po modrofialovou v přítomnosti zásady. Tento efekt můžeme pozorovat například u květů oblíbených hortenzií.

Co tedy způsobuje modrou barvu borůvek? Studie publikovaná v únoru v časopise Science Advances se věnovala zkoumání tmavě zbarvených plodů s voskovou vrstvičkou na povrchu, jako jsou právě borůvky, švestky nebo jalovčinky. Zjistila, že za jejich vzhled je zodpovědný strukturální barevný mechanismus.

Borůvky pod mikroskopem 

Vosky plní v rostlinné říši více funkcí, mimo jiné mají samočisticí povrch a poskytují dodatečnou ochranu před okolím i škůdci. Zkoumáním vosku borůvky a jí podobných rostlin pomocí elektronového mikroskopu bylo zjištěno, že tato povrchová vrstva se skládá z drobných struktur, které rozptylují modré a ultrafialové (UV) světlo a zároveň absorbují jiné barvy světla. Díky tomuto uspořádání se bobule jeví lidem jako modré, zatímco ptákům a dalším živočišným druhům vidícím v UV spektru jako modro-ultrafialové. Samotná vosková slupka přitom žádné modré pigmenty neobsahuje. 

Matně modro-ultrafialová chromatičnost 

Výzkumný tým byl schopen tento efekt v laboratoři  replikovat. Použili proto vosk z povrchu plodů běžného okrasného keře (Mahonia aquifolium), jehož vnější (epikutikulární) vrstvičku extrahovali rychlým ponořením bobulky do chloroformu. Vosk se podařilo rekrystalizovat na povrchu černé plastové kartičky a vytvořit tak nový modro-ultrafialový povlak. Za modrou barvu voskové vrstvičky je tedy zodpovědná samouspořádávající se (self-assembly) nanostruktura. Struktura vrstvy připravené v laboratoři se na snímcích z elektronového mikroskopu jevila velmi podobně jako přírodní vosk.

Přirozené fotonické efekty

Modro-ultrafialová chromatičnost ovocných vosků se tak zařadila po bok dalších fotonických jevů působených epikutikulárními vosky. Interference v tenkých vrstvách vosku vytvářejí zlatý lesk na listech poděnky růžové (Tradescantia pallida), vrstvy vosku způsobují i vysokou odrazivost UV záření jehlic smrku pichlavého (Picea pungens) a jeho přítomnost na listech sukulentů způsobuje bělavý (glaucous) povlak.

Borůvky tedy neobsahují modré pigmenty, které by byly původcem modré barvy. Za modrý odstín těchto bobulí jsou zodpovědné přirozeně vytvořené tenké vrstvy vosku na slupce a jejich interakce se světlem. Modrá barva je pro lidské oko prostě klam...

(lexi)

Zdroje:
1. Middleton R., Tunstad S., Knapp A. et al. Self-assembled, disordered structural color from fruit wax bloom. Sci Adv. 2024; 10 (6): eadk4219, doi: 10.1126/sciadv.adk4219.
2. Baisas L. Why blueberries aren’t technically blue. Popular Science, 2024 Feb 8. Dostupné na: www.popsci.com/science/blueberries-are-not-blue