Pollia condensata, originaire d'Afrique, utilise des structures de taille nanométrique pour produire la couleur la plus intense jamais étudiée dans un tissu biologique. Image via PNAS
Les fruits minuscules et durs de Pollia condensata, une plante sauvage qui pousse dans les forêts d'Éthiopie, du Mozambique, de Tanzanie et d'autres pays africains, ne peuvent être mangés crus, cuits ou transformés en boisson. Dans l'ouest de l'Ouganda et ailleurs, les petits fruits métalliques de la plante ont longtemps été utilisés à des fins décoratives en raison d'une propriété inhabituelle: ils conservent une couleur bleue vibrante pendant des années, voire des décennies, après leur cueillette. Un spécimen rassemblé au Ghana, en 1974, au Kew Botanical Gardens de Londres conserve toujours sa teinte irisée.
Intrigués, une équipe de chercheurs de Kew, de l’Université de Cambridge et du Smithsonian Natural History Museum ont décidé d’examiner comment cette plante produisait une couleur aussi éclatante et persistante. Lorsqu'ils ont tenté d'extraire un pigment à étudier, ils ont été surpris de découvrir que le fruit n'en avait pas.
Lorsqu'ils ont examiné P. condensata au niveau cellulaire, ils ont réalisé que le fruit produisait sa couleur caractéristique par le biais d'une coloration structurelle, un phénomène radicalement différent qui est bien documenté dans le règne animal mais pratiquement inconnu chez les plantes. Ils ont déterminé que le tissu du fruit avait une couleur plus intense que tout autre tissu biologique étudié antérieurement: il réfléchissait 30% de la lumière par rapport à un miroir argenté, ce qui le rendait plus intense que même la couleur des ailes d'un papillon Morpho . Leurs conclusions ont été révélées dans une nouvelle étude publiée aujourd'hui dans les Actes de la National Academy of Sciences .
La grande majorité des couleurs du monde biologique sont produites par des pigments - des composés produits par un organisme vivant qui absorbe sélectivement certaines longueurs d'onde de la lumière, de sorte qu'ils apparaissent comme la couleur de la longueur d'onde à laquelle ils réfléchissent. Par exemple, la plupart des plantes sont vertes en raison du pigment chlorophylle, utilisé dans la photosynthèse, qui absorbe la plupart des longueurs d'onde de la lumière visible, à l'exception du vert, qui reflète cette couleur dans nos yeux. En conséquence, les couleurs des plantes créées par la pigmentation semblent avoir exactement la même teinte, quel que soit leur angle d'observation, et la couleur se dégrade lorsque la plante meurt.
P. condensata, cependant, produit son bleu vibrant via de minuscules brins de cellulose de taille nanométrique qui sont empilés dans sa peau. Ces brins sont disposés en couches de formes hélicoïdales torsadées et en arc de cercle, qui interagissent les unes avec les autres pour disperser la lumière et produire la coloration bleu foncé du fruit. Voici une vue du fruit au microscope électronique, révélant la présence de la couleur au niveau cellulaire:
La teinte d'un bleu profond de la plante est produite au niveau cellulaire. Image via PNAS
Ces brins confèrent également à la plante une qualité encore plus fascinante, ce qui ne peut (malheureusement) être apprécié que par personne: selon la manière dont vous tenez le fruit et sous quel angle vous le regardez, chacune de ses cellules cutanées semble changer de couleur. En effet, la distance entre les fibres à l'échelle nanométrique empilées varie d'une cellule à l'autre. Chaque cellule produit donc une teinte légèrement différente, réfléchissant la lumière vers la gauche ou vers la droite, en fonction de votre point de vue. Cela explique son apparence frappante et pixellisée:
Chaque cellule de la peau produit une couleur légèrement différente, ce qui entraîne l'effet pixellisé du fruit. Image via PNAS
Il s'avère que la couleur du fruit a une durée remarquablement longue, c'est parce que sa couleur est intégrée à sa structure, plutôt que de dépendre de pigments qui peuvent se dégrader avec le temps. Des chercheurs ont rapporté avoir vu des fruits bleus vibrants suspendus sur des tiges mortes et sèches de P. condensata sur le terrain.
L’équipe de recherche a également tenté de comprendre pourquoi la plante s’attaquerait si mal à une couleur frappante: la déception. En imitant l'apparence d'une plante juteuse et nutritive, la couleur peut tromper les oiseaux et les animaux et les incite à manger les fruits, dispersant ainsi largement les graines à l'intérieur lors de la défécation.
Bien que l'utilisation d'animaux à des fins de dispersion soit une stratégie commune à de nombreuses plantes, la plupart sont obligées de consacrer des calories précieuses à la production d'une pulpe sucrée et charnue. P. condensata, cependant, est capable de répandre ses graines simplement en montrant ses vraies couleurs.
