Senaste forskning har funnit att flera vanliga blomarter har nanoskala åsar på ytan av sina kronblad som blandas med ljus när de ses från vissa vinklar.

Dessa nanostrukturer sprider ljuspartiklar i det blå till ultravioletta färgspektrumet, genererar en subtil effekt som forskare har döpt till den "blå gloria".

Genom att tillverka konstgjorda ytor som replikerar "blå glorier", forskare kunde testa effekten på pollinatörer, i det här fallet födosökande humlor. De fann att bin kan se den blå glorian, och använd det som en signal för att lokalisera blommor mer effektivt.

Medan åsarna och skårorna på en kronbladsyta står bredvid varandra "som ett paket torr spagetti", När forskarna analyserade olika blomarter upptäckte de att dessa strimmor varierade mycket i höjd, bredd och avstånd - ändå ger alla en liknande "blå halo"-effekt.

Faktiskt, även på ett enda kronblad befanns dessa ljusmanipulerande strukturer vara förvånansvärt oregelbundna. Detta är ett fenomen som fysiker beskriver som "störning".

Forskarna drar slutsatsen att dessa "stökiga" kronbladsnanostrukturer troligen har utvecklats oberoende många gånger över blommande växtarter, men nådde samma lysande resultat som ökar synligheten för pollinatörer - ett exempel på vad som kallas "konvergent evolution".

Studien genomfördes av ett multidisciplinärt team av forskare från University of Cambridges institutioner för växtvetenskap, kemi och fysik tillsammans med kollegor från Royal Botanic Gardens Kew och Adolphe Merkele Institute i Schweiz.

Resultaten publiceras idag i tidskriften Natur .

"Vi hade alltid antagit att störningen vi såg i våra kronbladsytor bara var en oavsiktlig biprodukt av livet - att blommor inte kunde göra bättre, " sa seniorförfattaren Prof Beverley Glover, växtforskare och chef för Cambridges botaniska trädgård.

"Det kom som en riktig överraskning att upptäcka att sjukdomen i sig är det som genererar den viktiga optiska signalen som gör att bin kan hitta blommorna mer effektivt."

"Som biolog, Jag kommer ibland på mig själv med att be fysikerkollegor om ursäkt för störningen i levande organismer - hur allmänt rörig deras utveckling och kroppsstrukturer kan verka."

"Dock, störningen vi ser i kronbladens nanostrukturer verkar ha utnyttjats av evolutionen och slutar med att hjälpa blommors kommunikation med bin, sa Glover.

Alla blommande växter tillhör "angiosperm"-linjen. Forskare analyserade några av de tidigaste divergerande växterna från denna grupp, och fann inga haloproducerande kronbladsryggar.

Dock, de hittade flera exempel på haloproducerande kronblad bland de två stora blomgrupperna (enhjärtbladiga och eudicots) som uppstod under kritaperioden för över 100 miljoner år sedan - sammanfallande med den tidiga utvecklingen av blombesökande insekter, i synnerhet nektarsugande bin.

"Våra fynd tyder på att kronbladsryggarna som producerar "blå glorier" har utvecklats många gånger över olika blomlinjer, alla konvergerar på denna optiska signal för pollinatorer, sa Glover.

Arter som teamet fann ha haloproducerande kronblad inkluderar Oenothera stricta (en typ av nattljus), Ursinia speciosa (en medlem av Daisy-familjen) och Hibiscus trionum (känd som "timmens blomma").

Alla de analyserade blommorna avslöjade betydande nivåer av uppenbar "störning" i dimensionerna och avståndet mellan deras kronblads nanostrukturer.

"Den enorma variationen av kronbladsanatomier, kombinerat med oordnade nanostrukturer, skulle föreslå att olika blommor bör ha olika optiska egenskaper, sa Dr Silvia Vignolini, från Cambridges Department of Chemistry, som ledde studiens fysikteam.

"Dock, vi observerade att alla dessa kronbladsstrukturer producerar en liknande visuell effekt i den blå-till-ultravioletta våglängdsregionen av spektrumet - den blå halo."

Tidigare studier har visat att många arter av bi har en medfödd preferens för färger i det violett-blå området. Dock, växter har inte alltid möjlighet att producera blå pigment.

"Många blommor saknar den genetiska och biokemiska förmågan att manipulera pigmentkemi i det blå till ultravioletta spektrumet, ", sa Vignolini. "Närvaron av dessa oordnade fotoniska strukturer på deras kronblad ger ett alternativt sätt att producera signaler som attraherar insekter."

Forskarna återskapade artificiellt "blå halo" nanostrukturer och använde dem som ytor för konstgjorda blommor. I en "flygarena" i ett Cambridge-labb, de testade hur humlor reagerade på ytor med och utan gloria.

Deras experiment visade att bin kan uppfatta skillnaden, hitta ytorna med halos snabbare - även när båda typerna av ytor var färgade med samma svarta eller gula pigment.

Att använda givande sockerlösning i en typ av konstgjord blomma, och bitter kininlösning i den andra, forskarna fann att bin kunde använda den blå gloria för att lära sig vilken typ av yta som hade belöningen.

"Insekts visuella system skiljer sig från mänskliga, " förklarar Edwige Moyroud, från Cambridges institution för växtvetenskaper och studiens huvudförfattare. "Till skillnad från oss, bin har förbättrad fotoreceptoraktivitet i de blå UV-delarna av spektrumet."

"Människor kan identifiera några blå glorier - de som kommer från mörkt pigmenterade blommor. Till exempel den "svarta" tulpankultivaren, känd som 'nattens drottning'."

"Dock, vi kan inte skilja på en gul blomma med en blå gloria och en utan - men vår studie fann att humlor kan, " Hon sa.

Teamet säger att fynden öppnar nya möjligheter för utveckling av ytor som är mycket synliga för pollinatörer, samt att utforska hur levande växter kontrollerar nivåerna av oordning på sina kronbladsytor. "Utvecklingsbiologin för dessa strukturer är ett riktigt mysterium, tillade Glover.