Badacze z Uniwersytetu Tufts (USA) odkryli wyjątkową budowę komórkową pewnego gatunku storczyków jubilerskich. Dzięki temu, że liście rośliny na poziomie komórkowym mają kształt kopuły, organizm ten lepiej pochłania światło używane do fotosyntezy. Ludzkość może w przyszłości użyć podobnych technik przy tworzeniu paneli fotowoltaicznych, aby były bardziej wydajne.

Ten storczyk skrywa niezwykłą tajemnicę

Jak przyznaje jedna z autorek badania, Giulia Guidetti, pomysł na badanie zrodził się podczas pandemii, kiedy postanowiła zakupić do domu kilka roślin doniczkowych. Wśród nich był storczyk jubilerski z gatunku Macodes petola, który zwrócił uwagę Giulii liśćmi o wyjątkowym, metalicznym połysku. Postanowiła sprawdzić, skąd roślina bierze tę właściwość i wsadziła fragment liścia pod mikroskop.

W świecie naukowym już wcześniej istniały badania sugerujące, że Macodes petola może posiadać charakterystyczną budowę komórkową, ułatwiającą pobieranie światła słonecznego Nigdy dotąd naukowcy nie przyjrzeli się jednak temu zjawisku w sposób szczegółowy. Autorzy badania, Giulia Guidetti i Fiorenzo Omenetto, postanowili to zmienić.

Rośliny w procesie fotosyntezy pobierają światło słoneczne, a także dwutlenek węgla i wodę, aby wyprodukować tlen i glukozę. Nie każdy organizm żyje jednak w warunkach optymalnego oświetlenia. Tak jest ze storczykami, które pochodzą z obszarów gęstych dżungli równikowych, gdzie często promienie słońca w bardzo małym stopniu docierają do dolnych partii lasu. Jak odkryli Guidetti i Omenetto, jeden gatunek przystosował się do tego faktu, zmieniając kształt swoich komórek.

Fotowoltaiczny materiał na każdej powierzchni. Nowe odkrycie naukowców z Oksfordu

Dlaczego komórki tej rośliny mają taki kształt?

Komórki tworzące powierzchnię liści Macodes petola mają specyficzny kształt, przypominający nieco kopułę. Badacze zauważyli też, że są one ułożone wobec siebie w charakterystyczny sposób, tworząc siatkę nieregularnych sześciokątów. Czemu służą te właściwości? Dzięki kopułowej budowie, komórka storczyka działa jak soczewka rozpraszająca światło. Powoduje to, że promień padający na nią nie jest skoncentrowany w jej wnętrzu, a odbija się w kierunku sąsiadujących komórek.

Dzięki temu niezbędne w fotosyntezie światło może trafić nie tylko do komórki, którą bezpośrednio oświetla, ale też do tych części liścia, które są skryte w cieniu. Prowadzi to do bardziej wydajnej fotosyntezy, bowiem proces ten może przeprowadzać więcej komórek na raz.

OZE i storczyki – jak możemy czerpać z natury?

Guidetti i Omenetto podczas swoich badań wykonali precyzyjną kopię struktury komórkowej powierzchni liścia Macodes petola, używając mieszanki jedwabno-proteinowej. Testy przeprowadzone na tym odlewie potwierdziły teorie o zachowaniu światła wewnątrz rośliny – promienie były rozpraszane i docierały dzięki temu do sąsiednich komórek.

Jak podkreślają autorzy badania, dzięki skopiowaniu metody stosowanej przez storczyka, można byłoby zwiększyć skuteczność paneli fotowoltaicznych. Naśladowanie kształtu komórek Macodes petola w tych urządzeniach w odpowiedni sposób może prowadzić do stworzenia modułów, które będą w bardziej efektywny sposób przyjmować światło słoneczne.

Aktualnie Guidetti i Omenetto otrzymali granty na dalsze badania w kierunku odkrycia niebywałych optycznych właściwości komórek roślinnych. Mają również sprawdzić, czy inne gatunki storczyków również dystrybuują światło w swoich liściach w podobny sposób.

– Czytaj także: W recyklingu paneli PV mogą pomóc… mandarynki

Źródła: techxplore.com, onlinelibrary.wiley.com

Fot. Advanced Optical Materials, canva (filmfoto)

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.