Pollia condensata: Loài cây có quả lấp lánh như những viên đá quý

Ẩn sâu trong rừng rậm miền trung châu Phi, loại quả rừng tên Pollia sáng bóng giống hệt bóng đèn trang trí cây thông Noel.

Theo Gizmodo, quả Pollia được mệnh danh là sinh vật sáng nhất thế giới nhờ cấu trúc thực thể siêu nhỏ. Thực chất, loại quả này không chứa sắc tố màu xanh dương như bề ngoài. Nó là quả của cây Pollia Condensata, có chiều cao gần 50cm, mọc chủ yếu ở Ethiopia, Angola và Mozambique.

Quả Pollia có hình dáng giống đèn trang trí cây thông Noel. (Ảnh: Discovery Magazine).

Bề mặt quả Pollia tạo thành từ 4 lớp tế bào dày. Mỗi lớp bao gồm nhiều lớp khác do sợi xơ kết hợp với nhau. Tất cả sợi trong lớp chạy song song với nhau, nhưng các lớp lại xếp xoay nhẹ quanh nhau, tạo thành hình xoáy ốc khi nhìn từ trên xuống.

Khi ánh sáng chiếu lên bề mặt quả, tia sáng bị mỗi lớp sợi phản chiếu qua lại và được phóng đại theo hiệu ứng giao thoa kiến tạo, sản sinh nhiều màu sắc sặc sỡ, khiến quả Pollia sáng hơn mọi sinh vật trên hành tinh. Tuy nhiên, loại quả này không có giá trị dinh dưỡng.

Theo nhà vật lý học Silvia Vignolini ở Đại học Cambridge, Anh, người nghiên cứu màu sắc của quả Pollia, hiệu ứng phản sáng xảy ra từ cả hai hướng, trái và phải, của mỗi tế bào sợi xơ. Đặc tính này rất khác thường so với tế bào đơn của một vật thể bất kỳ. Hiện tượng thay đổi màu sắc của quả Pollia hấp dẫn các loài chim và thú rứng đến làm tổ trên cây.

Pollia condensata, đôi khi được gọi là quả mọng đá cẩm thạch là một loại cây thân thảo lâu năm với thân cây phân lá và quả màu xanh kim loại cứng, khô, bóng, tròn. Nó được tìm thấy ở các vùng rừng rậm của Châu Phi. Màu xanh của trái cây được tạo ra bởi màu sắc cấu trúc, là màu đậm nhất so với bất kỳ vật liệu sinh học nào được biết đến.

Ở các quốc gia như Ethiopia, Mozambique, Tanzania hay Ghana, quả mọng đá cẩm thạch từ lâu đã nổi tiếng với vẻ ngoài sáng bóng, bắt mắt, nhưng phải đến vài năm trở lại đây, các nhà khoa học mới biết được điều gì khiến nó trở nên tươi sáng như vậy. Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge đang tìm kiếm những loài thực vật có thể bẻ cong ánh sáng theo những cách thú vị đã tình cờ phát hiện ra một quả mọng đá cẩm thạch tại Vườn Kew ở Anh. Nó đã được mang đến đó từ Ghana vào năm 1974, nhưng theo thời gian, nó vẫn giữ nguyên được màu sắc ấn tượng ban đầu.

Loài cây này ban đầu được mô tả ở Angola, ở miền nam Châu Phi. Nó có lá rộng, nhẵn, hẹp và hoa màu hồng nhạt hoặc trắng trên thân cây cao khoảng 60 cm. Quả nang có đường kính khoảng 4 mm.

Trên thực tế, những loài cây sở hữu màu sắc sáng bóng thường dựa vào sắc tố để tạo ra vẻ ngoài của chúng và theo thời gian, khi dần thoái hóa ở cấp độ tế bào, những màu sắc này cũng sẽ phai nhạt và biến mất.

Tuy nhiên, quả mọng đá cẩm thạch lại là một ngoại lệ, dù đã nhiều thập kỷ đi qua, màu sắc của chúng vẫn được giữ nguyên. Điều này là do màu sắc của loại quả này không được tạo ra từ sắc tố thông thường, thay vào đó là một loại cấu trúc tế bào độc đáo, có thể phản chiếu ánh sáng và tạo ra hiệu ứng hình ảnh tuyệt đẹp.

Các nhà nghiên cứu của Đại học Cambridge (Anh) phát hiện các tế bào trong quả Pollia condensata có thành phần làm từ sợi cellulose phản xạ ánh sáng. Những khoảng cách khác nhau giữa các sợi trong mỗi tế bào phản xạ những bước sóng khác nhau của ánh sáng, tạo nên màu sắc xanh biếc.

Các nhà khoa học gọi loại màu này là "màu cấu trúc". Nó có thể được quan sát thấy ở nhiều loài động vật khác nhau, điển hình là ở loài chim công, chúng có lông màu nâu nhưng phản chiếu ánh sáng để tạo ra màu xanh lam, xanh ngọc, xanh lục, cũng như một số loài bướm và bọ cánh cứng. Một số loài thực vật cũng có màu sắc cấu trúc, nhưng quả mọng đá cẩm thạch lại là loại ấn tượng nhất trong thế giới thực vật.

Khi phân tích quả mọng bằng đá cẩm thạch dưới kính hiển vi, các nhà khoa học phát hiện ra rằng lớp ngoài của quả bao gồm ba đến bốn lớp tế bào có thành dày, lần lượt chứa nhiều lớp làm bằng sợi xenlulo sắp xếp theo hình xoắn ốc. Khi ánh sáng chiếu vào quả mọng, một số trong số đó bị phản xạ. Về cơ bản, các chùm ánh sáng phản xạ khuếch đại lẫn nhau để tạo ra màu xanh lam lung linh tuyệt đẹp này.

Màu cấu trúc từng được phát hiện ở động vật, như lông công, vỏ bọ hung và cánh bướm, nhưng chúng sử dụng những cấu trúc và vật liệu khác nhau để đạt được hiệu ứng riêng biệt. Và quả Pollia condensata là trường hợp đầu tiên được phát hiện ở thực vật. Và không giống như sắc tố, màu cấu trúc chẳng phai mờ theo thời gian, do cấu trúc không thể bị phá hủy dù hấp thu ánh sáng.

Ngoài việc phản xạ đơn giản ánh sáng có bước sóng cụ thể, cấu trúc helicoid của loại quả này còn làm cho ánh sáng của các bước sóng khác bị biến đổi để bước sóng hội tụ trong một phạm vi hẹp trước khi bị phản xạ, có tác dụng khuếch đại ánh sáng ở bước sóng cụ thể đó. Quá trình giao thoa mang tính xây dựng này tạo ra màu sắc mạnh nhất của bất kỳ sinh vật sống nào. Tổng hệ số phản xạ bằng khoảng 30% của gương kính tráng bạc, và là cao nhất so với bất kỳ vật liệu sinh học nào được biết đến. Màu sắc đậm khiến trái cây trở nên hấp dẫn đối với một số loài chim mặc dù không có giá trị dinh dưỡng. Đôi khi, những con chim trang trí tổ của chúng bằng quả mọng, về lâu dài sẽ giúp phân tán hạt.

• Công nghệ xanh biến nước biển thành nước ngọt mở ra cơ hội sống mới cho dân cư ven biển
• Dường như có một hố đen ẩn nấp ngay sát Hệ Mặt trời
• Trăn nuốt chửng cá sấu bằng cách nào?