Las flores tienen una señal secreta especialmente diseñada  para las abejas  para que sepan dónde recolectar el néctar. Y una nueva investigación nos acaba de dar una mejor idea de cómo funciona esta señal. Los patrones a nanoescala en los pétalos reflejan la luz de una manera que efectivamente crea un "halo azul" alrededor de la flor que ayuda a atraer a las abejas y fomenta la polinización.
Este fascinante fenómeno no debería ser una sorpresa para los científicos. Las plantas están llenas de este tipo de "nanotecnología", que les permite hacer todo tipo de cosas increíbles, desde limpiarse hasta generar energía. Y, además, al estudiar estos sistemas, podríamos ponerlos en práctica en nuestro propias tecnologías.
La mayoría de las flores son coloridas porque contienen pigmentos que absorben la luz y reflejan solo ciertas longitudes de onda de luz. Pero algunas flores también usan iridiscencia, un tipo diferente de color que se produce cuando la luz se refleja en estructuras o superficies microscópicamente espaciadas.
Los colores cambiantes del arco iris que puedes ver en un CD son un ejemplo de iridiscencia. Es causado por las  interacciones entre las ondas de luz que  rebota en las hendiduras microscópicas estrechamente espaciadas en su superficie, lo que significa que algunos colores se vuelven más intensos a expensas de los demás. A medida que su ángulo de visión cambia, los colores amplificados cambian para dar el efecto de color brillante y cambiante que usted ve.

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Las abejas pueden ver un halo azul alrededor de la región púrpura.
Las abejas pueden ver un halo azul alrededor de la región púrpura. (Edwige Moyroud)

Muchas flores usan surcos de entre una y dos milésimas de milímetro en el revestimiento de cera de su superficie para producir iridiscencia de forma similar. Pero los investigadores que investigaron la forma en que algunas flores usan la iridiscencia para atraer a las abejas a polinizar han  notado algo extraño . El espaciado y la alineación de los surcos no fueron tan perfectos como se esperaba. Y no eran del todo perfectos en formas muy similares en todos los tipos de flores que miraban.
Estas imperfecciones significaban que, en lugar de dar un arco iris como lo hace un CD, los patrones funcionaban mucho mejor para la luz azul y ultravioleta que otros colores, creando lo que los investigadores llamaron un "halo azul". Había buenas razones para sospechar que esto no era cierto. No es una coincidencia.
La  percepción del color de las abejas  se desplaza hacia el extremo azul del espectro en comparación con el nuestro. La pregunta era si los defectos en los patrones de cera estaban "diseñados" para generar los intensos azules, violetas y ultravioletas que las abejas ven con mayor fuerza. Los humanos ocasionalmente pueden ver estos patrones, pero usualmente son invisibles para nosotros contra fondos pigmentados rojos o amarillos que se ven mucho más oscuros para las abejas.
Los investigadores probaron esto entrenando a las abejas para asociar el azúcar con dos tipos de flores artificiales. Uno tenía pétalos hechos usando rejillas perfectamente alineadas que daban una iridiscencia normal. El otro tenía arreglos defectuosos que reproducían los halos azules de diferentes flores reales.
Descubrieron que, aunque las abejas aprendieron a asociar las flores falsas iridiscentes con azúcar, aprendieron mejor y más rápido con los halos azules. Fascinantemente, parece que muchos tipos diferentes de plantas con flores pueden haber desarrollado esta estructura por separado, cada una usando nanoestructuras que dan una iridiscencia ligeramente desviada para fortalecer sus señales a las abejas.

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¡Espera un minuto! Esto no es una flor
¡Espera un minuto! Esto no es una flor (Edwige Moyroud)

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Las plantas han desarrollado muchas formas de utilizar este tipo de estructuras, convirtiéndolas en los primeros nanotecnólogos de la naturaleza. Por ejemplo, las ceras que protegen los pétalos y las hojas de todas las plantas repelen el agua, una propiedad conocida como "hidrofobia". Pero en algunas plantas, como el loto, esta propiedad se ve reforzada por la forma del recubrimiento de cera de una manera que efectivamente lo hace autolimpiante.
La cera está dispuesta en una serie de estructuras en forma de cono de aproximadamente cinco milésimas de milímetro de altura. Estos a su vez están recubiertos con patrones fractales de cera a escalas incluso más pequeñas. Cuando el agua cae sobre esta superficie, no puede adherirse a ella en absoluto y forma gotas esféricas que ruedan por la hoja y recogen la suciedad a lo largo del camino hasta que se caen del borde. Esto se llama " superhidrofobicidad " o el "efecto de loto".
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Dentro de las plantas hay otro tipo de nanoestructura. A medida que las plantas absorben agua de sus raíces hacia sus celdas, la presión se acumula dentro de las celdas hasta que es como estar entre 50 y 100 metros bajo el mar. Para contener estas presiones, las celdas están rodeadas por una pared basada en paquetes de cadenas de celulosa de entre cinco y 50 millonésimas de milímetro llamadas  microfibrillas .
Las cadenas individuales no son tan fuertes, pero una vez que se forman en microfibrillas se vuelven tan fuertes como el acero. Las microfibrillas se incrustan en una matriz de otros azúcares para formar un "polímero inteligente" natural, una sustancia especial que puede alterar sus propiedades para hacer que la planta crezca.
Los seres humanos siempre han usado la celulosa como un polímero natural, por ejemplo, en papel o algodón, pero los científicos ahora están desarrollando formas de liberar microfibras individuales para crear nuevas tecnologías. Debido a su fuerza y ​​ligereza, esta "nanocelulosa" podría tener una gran variedad de aplicaciones. Estos incluyen  piezas de automóviles más livianas ,  aditivos alimentarios bajos en calorías ,  andamios para ingeniería de tejidos  y quizás incluso  dispositivos electrónicos que podrían ser tan delgados como una hoja de papel .
Quizás las nanoestructuras vegetales más asombrosas son los sistemas de captura de luz que capturan la energía de la luz para la fotosíntesis y la transfieren a los sitios donde puede usarse. Las plantas pueden mover esta energía con una increíble eficiencia del 90 por ciento.
Ahora tenemos evidencia de que esto se debe a que la disposición exacta de los componentes de los sistemas de recolección de luz les permite utilizar la física cuántica para probar muchas formas diferentes de mover la energía simultáneamente y  encontrar la más efectiva . Esto agrega peso a la idea de que la tecnología cuántica podría ayudar a proporcionar  células solares más eficientes . Entonces, cuando se trata de desarrollar nuevas nanotecnologías, vale la pena recordar que las plantas pueden haber llegado primero.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
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La conversación
Stuart Thompson, profesor titular de Bioquímica de plantas, Universidad de Westminster