Překvapivý objev: Mořští slimáci vytvářejí své barvy jako impresionisté, pomocí fotonických krystalů

Mořští slimáci, známí jako nudibranchové, jsou pro své zářivé barvy a rozmanité tvary často přirovnáváni k mořským motýlům. Tito tvorové obývají převážně teplé, mělké mořské oblasti po celém světě, zejména v indicko-pacifické oblasti.

Mořští slimáci, známí jako nudibranchové, jsou pro své zářivé barvy a rozmanité tvary často přirovnáváni k mořským motýlům. Tito tvorové obývají převážně teplé, mělké mořské oblasti po celém světě, zejména v indicko-pacifické oblasti. Tým vědců z Institutu Maxe Plancka pro koloidy a rozhraní v Postupimi a z Univerzity v Cambridge nyní odhalil, jakým způsobem tyto fascinující barvy vznikají. Jejich zjištění, publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences, ukazují, že barvy nejsou tvořeny pigmenty, jak se dříve předpokládalo, ale nanostrukturami, z nichž každá vytváří specifický barevný dojem.

Na rozdíl od pigmentů, které jsou chemickými sloučeninami, jsou strukturní barvy výsledkem uspořádání nanostruktur, známých jako fotonické krystaly. Tyto krystaly, které jsou zodpovědné za zbarvení chameleonů, mnoha ptáků a motýlů, vytvářejí barvy na základě pravidelného uspořádání materiálů s různými indexy lomu. V případě mořských slimáků je jednou z klíčových složek guanin, stavební kámen DNA. Molekuly guaninu tvoří nanokrystaly a jejich organizace určuje, jakou barvu krystal odráží. Díky tomuto elegantnímu mechanismu dokážou tito živočichové vyprodukovat úžasnou škálu barev z jediného materiálu.

Zajímavostí je, že zatímco strukturní barvy fotonických krystalů jsou obvykle třpytivé, vzory mořských slimáků působí matně. Vědci zjistili, že je to proto, že struktury produkující barvy fungují jako jednotlivé mikroskopické pixely. Způsob aplikace barev tak připomíná techniku impresionistických malířů, kteří kladli tečky různých barev vedle sebe. Tým prozkoumal šest druhů nudibranchů pomocí optické a elektronové mikroskopie a zjistil, že krystaly guaninu jsou v každém mikroskopickém barevném bodu orientovány odlišně. Díky tomu odrážejí světlo stejných barev velmi různými směry, což způsobuje matný vzhled namísto třpytu.

Pixelové uspořádání barev navíc umožňuje mořským slimákům vytvářet různé barvy dvěma odlišnými způsoby. Mohou měnit vlastnosti jednotlivých krystalů, nebo, podobně jako v impresionistickém obraze či na televizní obrazovce, míchat tečky či pixely různých barev a vytvářet tak například fialovou z červené a modré. Tento objev nejen prohlubuje naše porozumění přírodním mechanismům, ale může také sloužit jako inspirace pro vývoj nových, udržitelných barevných materiálů a technik v budoucnu.