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El asombroso fenómeno que nos hace ver colores que no existen
Se produce cuando la luz interactúa con estructuras microscópicas en las superficies y nos los muestra a pesar de la ausencia de pigmentos
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¿Alguna vez te preguntaste por qué no hay mamíferos verdes? Al fin y al cabo, sería muy conveniente para los que pasan mucho tiempo escondidos en la vegetación poderse camuflar con su entorno. Una razón es que es muy difícil ser verde.
Las plantas lo hacen usando clorofila, pero en realidad no hay otros pigmentos verdes disponibles en la naturaleza. Entonces, ¿cómo lo logran los loros y las ranas? Pues superan la escasez de pigmentos verdes utilizando uno que es más abundante: el amarillo.
Teniendo ese, solo falta mezclarlo con azul, pero ahí sí que está el problema. De hecho, la dificultad para conseguir verde radica en gran parte en la falta de ese color tan omnipresente, el de tantos cielos y mares.
No existe un verdadero color o pigmento azul en la naturaleza así que tanto las plantas como los animales tienen que realizar trucos para parecer azules.
Y uno de esos trucos es coloración estructural, un asombroso fenómeno que se produce cuando la luz interactúa con estructuras microscópicas en las superficies y nos muestra colores a pesar de la ausencia de pigmentos.
En el caso de los loros y ranas, esas microestructuras en las plumas y en la piel solo dejan que se refleje la luz azul que, al combinarse con el pigmento amarillo, hace que parezcan verdes.
¿Notaste que dijimos “parezcan”? Es que no debemos olvidar que “el color es una percepción más que una propiedad física de la luz”, como señaló el renombrado profesor David A. Mackey de NHMRC de Australia.
“Por eso les pregunto a los estudiantes: ‘¿De qué color fue el Big Bang?’”, escribió en Eye, la revista científica del Real Colegio de Oftalmólogos.
“Como en ese momento no había nadie presente para percibirlo, no había color; de hecho, la luz visible no apareció hasta 380.000 años después”. Esa luz visible es la luz blanca del Sol, una mezcla de colores, cada uno con una frecuencia diferente.
Nuestros ojos solo detectan tres colores: rojo, verde y azul, pero al combinarlos podemos percibir muchos más. Y esos que percibimos son los que refleja la materia, tras absorber todos los demás.
Ahora, en el mundo biológico, la gran mayoría de los colores son producidos por pigmentos, compuestos producidos por un organismo vivo que absorben selectivamente ciertas longitudes de onda de luz.
Pero a falta de pigmentos, ocurre la magia de la coloración estructural, un juego de luces que a menudo nos da los colores más deslumbrantes.
Y también los más duraderos pues, a diferencia de los colores creados por la pigmentación, que se degrada cuando el organismo muere, las microestructuras sobreviven hasta que este se desintegre.
Desestructuremos
Para entender mejor la coloración estructural, quedémonos con el azul, ese color tan difícil de conseguir en la naturaleza.
La razón por la que no obstante aparece es que la luz azul tiene longitudes de onda muy cortas, así que se refleja más fácilmente que otros colores con longitudes más largas.
Quien lo entendió por primera vez, en 1869, fue el científico John Tyndall cuando observó que las partículas minúsculas en la atmósfera dispersaban preferentemente la luz azul, lo que daba como resultado el familiar cielo azul de un día claro de verano.
Poco después, Lord Rayleigh (John William Strutt) demostró que las partículas de las que hablaba Tyndall eran en realidad moléculas de gas individuales, específicamente nitrógeno y oxígeno. Lo mismo pasa con las plumas de aves como las guacamayas jacintinas.
Si observaras una pluma bajo un potente microscopio, verías que la capa superficial de queratina aparece lechosa debido a la presencia de pequeñas cavidades de aire.
Esas pequeñas cavidades de aire actúan como partículas diminutas de la atmósfera, mientras que los gránulos de melanina oscuros absorben longitudes de onda de luz más largas, intensificando el color azul.
Si, para comparar, observaras bajo el mismo microscopio una pluma roja, verías que la superficie es transparente pero las estructuras subyacentes están llenas de gránulos de pigmento rojo.
Un fenómeno físico similar, pero no idéntico, produce colores iridiscentes, como los que ves cuando hay una fina película de aceite sobre agua o en las plumas de colibrí, cuyas estructuras microscópicas que reflejan la luz solar con una forma natural de nanotecnología.
La más brillante de todas
Ese tipo de coloración estructural fue observada por primera vez por los científicos ingleses Robert Hooke e Isaac Newton en los pavos reales; el polímata Thomas Young explicó su principio un siglo después y lo llamó interferencia de ondas.
Young describió la iridiscencia como el resultado de la interferencia entre reflejos de varias superficies de películas delgadas, combinada con la refracción cuando la luz entra y sale de dichas películas.
La geometría determina entonces que en ciertos ángulos, la luz reflejada aparezca de diferentes colores en diferentes ángulos. Un caso ejemplar es el del fruto de la planta africana Pollia condensata, la materia viva más brillante del mundo.
Eso fue comprobado por un equipo de investigadores del Jardín Botánico de Kew en Londres y la Universidad de Cambridge de Reino Unido y el Museo Smithsonian de Historia Natural de EE.UU.
Les intrigó inicialmente una propiedad inusual: los pequeños frutos metálicos conocidos como bayas de mármol mantienen un color azul vibrante durante años o incluso décadas después de haber sido recolectados.
Al examinar las bayas, se dieron cuenta de que debajo de su superficie lisa, reflectante cuAl espejo, había múltiples capas de células especiales hechas de fibras de celulosa, cada una ligeramente rotada.
Cuando la luz llega a la capa superior, una parte se refleja y el resto se va filtrando a través de las restantes. La luz reflejada por cada capa es excepcionalmente brillante y produce colores fuertes en un efecto conocido como reflexión de Bragg.
Los científicos determinaron que el tejido de la fruta tiene un color más intenso que cualquier tejido biológico estudiado previamente.
Más intenso incluso que el famoso color de las alas de una mariposa morfo azul, nativa de Centro y Sudamérica, que aunque no es tan brillante como las bayas de mármol, es toda una estrella en el mundo de la coloración estructural, pues sirve no solo como ejemplo sino como inspiración para tecnología.
