Иридесценция (иризация) листьев бегонии

Растение, которое вы видите на этом фото, растет на подоконнике биологического факультета БГУ. Это один из типичных культурных сортов королевской бегонии (Begonia rex). Голубовато-серебристый отлив ее листьев — это оптический эффект, создаваемый иридопластами.

В природе существует два механизма формирования цвета — химическое (обусловленное пигментами) и структурное окрашивание. Пигменты, содержащиеся в листьях растений, придают им зеленую (хлорофилл), желто-оранжево-красную (каротиноидные пигменты) или сине-бордово-фиолетовую (антоцианы) окраску. Есть и примеры участия структурного цвета в окрашивании листьев. Структурное окрашивание — иридесценция, или иризация (от греч. iris, iridos «радуга»; см. iridescence), — возникает благодаря таким оптическим эффектам, как дифракция и интерференция. Эти эффекты создаются дифракционными решетками — структурами, в которых регулярно чередуются светоотражающие и несветоотражающие области. Размеры ячеек в такой решетке должны быть соразмерны длинам волн оптического спектра.

У бегоний структурный цвет на листьях встречается достаточно часто — например, среди сортов видов Begonia rex и Begonia pavolina. Недавние исследования обнаружили, что роль дифракционных решеток выполняет особый тип хлоропластов — иридопласты. Внутри любого хлоропласта имеются светособирающие структуры — тилакоиды. Тилакоиды собираются в стопки — граны. Оказалось, что иридесцентные свойства иридопластов определяются регулярным расположением в них гран, причем каждая грана состоит из равного числа тилакоидов. В результате получается структура, напоминающая фотонный кристалл.

Механизм иридесценции листьев бегонии связан с особой структурой их пластид. А — лист растения Begonia pavonina, Б — фотография иридопласта в клетке эпидермиса листа бегонии, В — иридопласт при рассмотрении в электронном микроскопе, Г — спектр отражаемых длин волн иридопласта, Д — тонкая микроструктура иридопласта, выявляемая при электронном микроскопировании. Иридесценция связана с регулярным расположением стопок тилакоидов в иридопласте. Рисунок из статьи M. Jacobs et al., 2016. Photonic multilayer structure of Begonia chloroplasts enhances photosynthetic efficiency

Исследования показали, что иридесценция листьев бегонии имеет функциональное значение: часть длин волн, рассеиваемых при дифракции, идет на фотосинтезирующие комплексы, и это позволяет использовать энергию фотонов даже в той области спектра, которая недоступна обычным хлоропластам. Это свойство важно для видов бегоний, произрастающих в затененных джунглях на островной части Малайзии, в частности, видов Begonia pavonina и Begonia rex. И конечно же, эта особенность не могла не стать предметом внимания селекционеров, создавших широкое разнообразие сортов декоративных культурных бегоний.

Автор статьи - Татьяна Романовская, 01.03.2017

Иризация (иридесценция) бегонии — это структурное синее или голубое свечение листьев, возникающее из-за особых хлоропластов (иридопластов), работающих как дифракционные решетки. Этот эффект, характерный для видов Begonia pavonina и B. rex, помогает растению лучше поглощать свет в затененных условиях джунглей. Эффект наиболее заметен при слабом освещении.

• Как увидеть: Синий блеск наиболее ярко проявляется в сумерках, при выключенных лампах, или при фотографировании со вспышкой/фонариком в темноте.
• Условия для иризации: Максимальная иризация наблюдается у листьев, выросших при не очень ярком (рассеянном) освещении.
• Сорта: Эффектом обладают многие сорта королевской бегонии (Begonia rex).
• Причина: Иридопласты, уникальный тип хлоропластов, усиливают фотосинтез, улавливая доступную энергию света.

Иризация является естественной адаптацией, связанной с необходимостью преобразования солнечного света в условиях затенённости.

Фото бегоний с эффектом иризации:

Тут моожно посмотреть видео эффекта иризации бегоний: https://dzen.ru/shorts/67939530bd523f0c68bbb0fb?share_to=link

Обзор от ИИ:

Иризация (или иридесценция) у бегоний — это оптический эффект, при котором листья растения приобретают яркое синее или бирюзовое свечение при определенном освещении.

Суть явления

Это не пигментация, а структурная окраска. В хлоропластах некоторых тенелюбивых бегоний (так называемых «иридопластах») тилакоиды расположены в виде строго упорядоченных слоев, напоминающих фотонный кристалл. Такая структура отражает волны синего спектра (что мы и видим как свечение).

Замедляет прохождение света других длин волн, позволяя растению эффективнее поглощать энергию в условиях глубокой тени.

Когда и как ее увидеть

Освещение: Лучше всего иризация заметна в полумраке или при падении света под определенным углом (например, от фонарика или вспышки).

Условия: Эффект усиливается, если бегония растет при дефиците света. На ярком солнце свечение обычно исчезает.

Влажность: Большинство иризирующих видов требуют высокой влажности воздуха.

Популярные сорта с иризацией:

Begonia pavonina («Павлинья бегония») — самый известный вид с интенсивным синим металлическим блеском.

Begonia lichenora — мелколистная природная бегония, сияющая в тени.

Begonia burkillii — природный вид с выраженным темным листом и иризацией.

Begonia sp. Sarawak — коллекционный вид с ярким бирюзовым отливом.

Midnight Magic — гибридный сорт, проявляющий синее свечение.