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¿SON REALES LOS COLORES QUE VEMOS?

Color sin pigmentos: cuando la estructura importa

Hay colores que se producen gracias a los componentes del cuerpo que los tiene, como la composición química de la clorofila, y colores que dependen de la forma del cuerpo en sí, como la de las alas de las mariposas.

Una hoja y un insecto, ambos reflejando color verde

Wikimedia Una hoja y un insecto, ambos reflejando color verde

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Rafael Medina | @copepodo | Madrid
| 19.08.2014 00:28

Uno de los aspectos que más nos atraen de muchos animales y plantas son sus colores. Los colores son el producto de refinados procesos de evolución que, a menudo, llegan a las mismas soluciones desde distintos puntos de partida.

En lo que no siempre nos paramos a pensar es en las distintas maneras mediante las que se generan estos fenómenos. Fijémonos, por ejemplo, en la imagen superior que ilustra este artículo.

Tanto la hoja como el insecto son de color verde. ¿Qué quiere decir esto exactamente? Desde nuestro punto de vista, los colores son la manera que tiene nuestro sistema nervioso de percibir distintos tipos de luz, o más concretamente, la longitud de onda de la luz que llega hasta nuestra retina.

Conviene recordar que lo que llamamos luz, la luz visible, es sólo una parte del llamado espectro electromagnético, un tipo de radiación que varía precisamente en función de su longitud de onda: tanto el color rojo, como los rayos X, las microondas o las ondas de radio comparten la misma naturaleza. Sólo una pequeña parte del espectro es visible, y la mayoría de los colores que vemos en los seres vivos se corresponden en líneas generales con las longitudes de onda que son biológicamente relevantes para ellos: fotosíntesis, libreas nupciales, colores para atraer a los polinizadores o para ahuyentar a las amenazas.

El espectro electromagnético abarca una amplia gama de longitudes de onda, pero sólo una parte reducida son los colores que vemos.

Por lo tanto, para que percibamos un cuerpo como verde, lo que tiene que ocurrir es que tras exponerlo a luz blanca (la que incluye todas las longitudes de onda, desde el rojo hasta el violeta), nos refleje solamente una longitud de onda determinada, que es la que nuestro sistema nervioso interpreta como de ese determinado color.

¿Cómo lo hace la hoja? En ese caso la explicación reside en la “química” del objeto, es decir, en la presencia de pigmentos. Las hojas de las plantas poseen muchos pigmentos, pero nos centraremos en el más conocido de ellos: la clorofila.

La estructura de la molécula de clorofila tiene un anillo de átomos de carbono y nitrógeno con un átomo de magnesio en el centro de ese anillo. La forma en la que los átomos de carbono se enlazan entre ellos genera una “nube” resonante de electrones que interacciona con la luz. Concretamente, cuando la luz blanca incide en la clorofila, determinadas longitudes de onda (las que corresponden al color rojo y al azul) interaccionan con esa nube electrónica y son “absorbidas” por la molécula de clorofila. Sin embargo, la radiación con longitud de onda correspondiente al verde no interacciona con la nube electrónica de la clorofila y es reflejada. Por eso vemos las hojas de color verde.

Estructura molecular de la clorofila

Este es un ejemplo que ilustra cómo se produce el color a nivel químico, mediante pigmentos. En el caso particular de la clorofila, este proceso de absorción de una parte de la luz visible tiene una función muy clara, ya que la energía absorbida de la parte azul y roja del espectro se emplea para realizar la fotosíntesis.

Los seres vivos presentan una infinidad de pigmentos de todo tipo para las funciones más diversas: desde la melanina que da color oscuro a la piel y el pelo de los mamíferos, absorbiendo el exceso de radiación solar, hasta el licopeno que da a los tomates maduros su color rojo, haciéndolo vistoso para potenciales animales dispersores de semillas. En última instancia todos los pigmentos funcionan de manera similar: la luz blanca, al interaccionar con las moléculas del pigmento, es parcialmente absorbida y parcialmente reflejada, filtrando ciertas longitudes de onda, pero no otras.

Patrones de color en la naturaleza causados por pigmentos y sirviendo a distintos propósitos

Sin embargo, existe un sistema totalmente distinto por el que se generan colores en los seres vivos, algunos de los cuales pueden llegar a ser espectaculares, y que no tienen nada que ver con la pigmentación: se trata de los colores estructurales.

En el ejemplo del insecto verde del principio podemos intuir que presenta color de tipo estructural por el característico brillo metálico. La cutícula del insecto no tiene necesariamente pigmentos, pero si la vemos ampliada con un microscopio electrónico de barrido apreciaríamos unas ornamentaciones diminutas y muy complejas: patrones regulares de papilas, o estrías imperceptibles a simple vista. Cuando la luz incide sobre estas superficies y se refleja, los haces de luz se alteran debido a ese patrón regular e interaccionan entre ellos produciendo interferencias que afectan sólo a algunas longitudes de onda, pero no a otras. En el caso del insecto, todas las longitudes de onda excepto las que corresponden al verde.

 La ornamentación microscópica de las escamas de las alas es la responsable de los brillos de las alas de esta mariposa

Los colores estructurales, por lo tanto, no dependen de la composición química del cuerpo, sino de la microestructura física de la superficie. Dependiendo del ángulo en el que nos coloquemos, seguramente las interferencias de los haces reflejados variarán en mayor o menos medida, por eso los colores de tipo estructural están acompañados a brillos e iridiscencias. Este fenómeno ha aparecido en multitud de ocasiones a lo largo de la evolución de forma independiente, a veces ligado a alguna función adaptativa, y otras no: el brillo nacarado de algunas conchas, los colores de las alas de muchas mariposas o los brillos de las plumas ciertas aves.

. Ejemplos de colores estructurales

Como pasa tantas veces, los fenómenos no se dan siempre aislados, y a menudo una mezcla de colores debidos a la pigmentación (“químicos”) y colores debidos a la estrcutura (“físicos”) se dan al mismo tiempo para explicar espectáculos impresionantes.

 los colores del pavo real se deben tanto a fenómenos químicos (pigmentos) como físicos (microestructura de las plumas)

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