Tudja-e, miért olyan ritka a kék szín a természetben? (videó)

Ezért és így láthatók a színek

Azért vagyunk képesek színeket látni, mert mindkét szemünk 6-7 millió fényérzékeny sejtet, az úgynevezett csapokat tartalmazza. Három különböző féle csap van egy normál színlátású személy szemében, és mindegyik egy bizonyos fényhullámhosszra a legérzékenyebb: a vörösre, a zöldre, vagy a kékre.

A csapok millióitól származó információ bioelektromos jelekként érik el az agyunkat, és mi azt a színt látjuk, amit egy adott objektum visszaver. Amikor egy színes objektumra nézünk, mint például egy csillogó zafírra, vagy egy vibráló hortenziavirágra, az objektum abszorbeálja a ráeső fehér fény egy részét; a fény többi részének, amit visszaver, színe van és ezt látjuk.

Amikor egy kék virágot nézünk – például egy búzavirágot –, azért látjuk kéknek, mert ez a szín a spektrum azon része, amit a virág visszaver.

A növények a természetesen előforduló pigmentek összekeverésével érik el a kék színárnyalatot.

Leegyszerűsítve ez a folyamat némileg olyan, mint amikor a festőművész színeket kever ki.

A növények leggyakrabban a vörös pigmenteket, az antociánokat használják fel a színkombinációk létrehozásához, ami  a savasság variálásával is változtatható. A visszavert fénnyel kombinálva ezek a módosítások hozzák létre például a delphinums, az  ólomgyökér, vagy a harangvirágok, a hortenziák, az ölbenyíló kommelinák, a hajnalkák és búzavirágok kék tónusú színét.

A kék virágú növények igen ritkák, és majdnem semmilyen növénynek sincs kék levele – kivéve egy maroknyi, a trópusi esőerdők talaján található növényt. Ennek fő oka a fény fizikája.

A pigmentek a spektrum olyan színében jelennek meg, amit nem abszorbeálnak, hanem visszavernek. A leggyakoribb növényi pigment a zöld klorofill, tehát a növények általában zöldnek látszanak, mert a klorofill nem nyeli el, hanem visszaveri a zöld fényt. A növények azonban szeretik a spektrum kék tartományát, mivel ennek több energiája van, mint bármely más színnek a látható spektrumban.

Így keveri ki a természet a kék lekülönbözőbb árnyalatait

Ha egy növénynek kék színű a levele, akkor a legnagyobb energiájú fényt visszaveri, és csak a gyengébb minőségű fényt használja fel, ami végül is limitálja a növekedését. Ez nem egy jó stratégia, és ezért van az, hogy a legtöbb növény el is kerüli ezt. A látható spektrumban a vörösnek van a legnagyobb hullámhossza, ami azt jelenti, hogy más színekhez képest nagyon alacsony energiájú.

Egy virágnak, hogy kék legyen, képesnek kell lennie olyan molekulát előállítani, ami el tud nyelni nagyon kis energiamennyiséget, hogy abszorbeálja a spektrum vörös részét. Ilyen molekulákat generálni – amelyek igen nagyok és komplexek – nehéz feladat a növények számára, és ez a fő oka annak, hogy a világ közel 300 ezer virágzó növényfajának kevesebb, mint 10 %-a hoz létre csak kék virágokat.

A kék virágok evolúciójának az az egyik lehetséges hajtóereje,

hogy a kék igen jól látható a pollinátorok számára,

mint amilyenek például a méhek. A kék virágok létrehozása lehet, hogy komoly előnnyel jár az ilyennel rendelkező növények számára egy olyan ökoszisztémában, ahol a pollinátorokért folyó verseny erős.

Ami az ásványokat illeti, kristály struktúráik kölcsönhatnak az ionokkal, ami meghatározza, hogy a spektrum mely részeit nyelik el és melyeket verik vissza. A lapis lazuli ásvány – amelyet főleg Afganisztánban bányásznak és a ritka, kék ultramarin színt produkálja -, triszulfid ionokat tartalmaz  – 3 egymással kötésben lévő kénatom egy kristályrácsban –, ami képes felszabadítani, vagy megkötni egy elektront. Ez az energiakülönbség az, ami lényegében létrehozza az ásvány ultramarin kék színét.

Az állatok kék színe viszont nem a kémiai pigmentekből származik.

A pigmentkeverés vagy módosítás helyett a kék sok állatban a fény hullámhosszát megváltoztató struktúrák létrehozásával valósul meg.

A Morpho nemzetségéhez tartozó kékszárnyú lepkéknek bonyolult, rétegzett nanostruktúráik vannak a szárnypikkelyeiken, amelyek „manipulálják” a fényrétegeket, így bizonyos színek kioltják egymást, és csak a kéket verik vissza. A lepke  szárnyának pikkelyei oly módon hajlítják meg a fényt, hogy az egyetlen fényhullámhossz, amelyet visszaver, a kék. Ha a pikkelyek más alakúak volnának, a kék szín eltűnne.

Hasonló történik a kék alapszínű madarak, mint például a kék szajkó (Cyanocitta cristata) tollaiban található struktúrákban, vagy a kék doktorhalfélék (Paracanthurus hepatus) pikkelyeiben, és a súlyosan mérgező kékgyűrűjű polipok (Hapalochlaena maculosa) feltűnően villogó gyűrűiben. A kék szajkó minden egyes tolla a fényt szóró, mikroszkopikus gyöngyökből áll oly módon elosztva, hogy a kék kivételével minden más fényhullámhosszt töröl.

Az emlősöknél még ritkábbak a kék árnyalatok, mint a madaraknál, a halaknál, a hüllőknél és a rovaroknál. Néhány bálnának és delfinnek kékes színű bőre van; a főemlősöknek, mint például az arany piszeorrú majmoknak (Rhinopithecus roxellana), vagy a mandrillnak (Mandrillus sphinx) kék alapszínű az arcuk valamint a fenekük is.

De ha sok munkába kerül a kék alapszín létrehozása, felmerül a kérdés, hogy mi az evolúciós oka a kék szín előállításának ? Mi lehet ennek az ösztönzője?

Evolúciós előnyök és stratégiák

A kék virágok evolúciójának – amint már láttuk – az lehet az egyik legfőbb hajtóoka, hogy a kék szín kiugrik a környezetéből és feltűnő a beporzó rovarok számára.

Egy olyan növény, amelynek a környezetétől eltérő színű virága van, unikális a beporzókat is magához vonzhat.

A beporzó méhek szín preferenciája ösztönözhette valószínűleg a ma látható virágszínek diverz tartományának a kialakulását, beleértve a kéket is.

A pompás paradicsommadár udvarlási tánca:

Ami az állatokat illeti, a szemkápráztató kék színek bármelyik csoportnál, a lepkéktől a békákig vagy a papagájokig bezárólag, egyaránt hasznosak  lehet abban, hogy a párzásnál felhívják magukra az ellentétes nemű fajtárs figyelmét, vagy pedig – mint a nyílméreg békáknál – elriasszák a ragadozókat.

Borítókép: a nyílméregbékák brilliáns kék testükkel riasztják el a predátorokat (Shutterstock)