Blüte mit dünnen, langen Blütenblättern.

Hummeln fliegen auf blaues Streulicht

Die Farbenpracht von Schmetterlingen und Pfauenfedern gründet nicht nur auf Pigmenten, sondern auch auf Lichtreflexionen an Nano- bis Mikrometer kleinen Strukturen auf der Oberfläche. Sogar Pflanzen nutzen dieses Phänomen, um ihre Blüten in blauen Farbtönen schillern zu lassen und damit beispielsweise Bienen anzulocken. Ein Forscherteam analysierte die Ursache für diesen Farbeffekt nun genauer. In der Fachzeitschrift „Nature“ berichten die Wissenschaftler, dass selbst etwas ungeordnete Nanostrukturen ausreichen, um einen sogenannten Halo zu erzeugen. Dieser Effekt war bisher nicht bekannt, ist aber wesentlich für das Anlocken von bestäubenden Insekten verantwortlich.

Eine Hummel fliegt zu einem kleinen Plastiknäpfchen, das neben einer Platte steht, die blaues Licht reflektiert
Künstliche Blüte

Mit seinen Kollegen analysierte Tobias Wenzel von der University of Cambridge in England zuerst die Oberflächen einer Vielzahl verschiedener Blüten mit einem Elektronenmikroskop. Bei fast allen Blüten entdeckten die Forscher filigrane Rillenstrukturen mit Dimensionen von einigen Hundert Nanometern. Obwohl diese Strukturen nicht immer periodisch waren und in Breite und Abstand variierten, konnten sie einfallendes Licht auf verblüffende Weise reflektieren.

So wurden bevorzugt blaue und ultraviolette Lichtwellen derart gebrochen und gestreut, dass ein Halo entstand – ein relativ intensives Streulicht – das nur unter einem schmalen Blickwinkel von bis zu 25 Grad sichtbar war. „In der Natur sind solche Strukturen nicht perfekt periodisch, sondern leicht ungeordnet“, sagt Wenzel. „Wir zeigen erstmals, dass diese Unordnung kein Nachteil sein muss, sondern bisher unbekannte, optische Funktionalitäten hervorbringen kann.“

Denn dieses Streulicht könnte für das Anlocken von bestäubenden Bienen oder Hummeln wichtig sein, die mit ihren Sehzellen blaues und ultraviolettes Licht wahrnehmen. Um die Bedeutung des Streulichteffekts zu belegen, stellten Wenzel und seine Kollegen künstliche Blüten her. Eine Variante besaß mehr oder weniger geordnete Rillenstrukturen an der Oberfläche, eine andere wies eine flache Oberfläche auf, wurde jedoch mit Farbstoffen eingefärbt. Anschließend beobachteten die Forscher, wie Hummeln auf diese künstlichen Blüten reagierten.

Nach kurzer Trainingszeit lernten die Hummeln in den Experimenten, dass nur Blüten mit einem Halo-Effekt auch eine schmackhafte Zuckerlösung enthielten. Blüten mit flacher Oberfläche und ohne blau-ultraviolettes Streulicht wurden trotz des Einfärbens mit Farbpigmenten verschmäht. „Blau und Ultraviolett sind wichtige Signalfarben für Bienen, aber viele Pflanzen können diese Farben chemisch nicht herstellen“, sagt Wenzel. „Doch die teils ungeordnete Nanostruktur könnte Pflanzen helfen, dieses genetische Hindernis zu überwinden.“