O fenômeno que nos faz ver cores que não existem

Você já se perguntou por que não existem mamíferos verdes?

Afinal, seria muito conveniente para quem passa muito tempo escondido na vegetação poder se camuflar.

Uma explicação é que é muito difícil ser verde.

As plantas fazem isso usando a clorofila, mas na verdade não existem outros pigmentos verdes disponíveis na natureza.

Então, como os papagaios e sapos chegam a essa cor?

Pois bem, eles superam a escassez de pigmentos verdes usando um que é mais abundante: o amarelo.

Feito isso, "basta" misturar com o azul — mas aí mora um problema.

Na verdade, a dificuldade em conseguir o verde reside em grande parte na falta da cor que costumamos enxergar no céu e no mar.

Não existe um pigmento verdadeiramente azul na natureza, então tanto as plantas quanto os animais precisam realizar truques para parecerem azuis.

E um desses truques é a coloração estrutural, um fenômeno surpreendente que ocorre quando a luz interage com estruturas microscópicas nas superfícies e nos mostra cores, apesar da ausência de pigmentos.

No caso dos papagaios e dos sapos, essas microestruturas — nas penas ou na pele — apenas permitem refletir a luz azul que, quando combinada com o pigmento amarelo, faz com que pareçam verdes.

Você notou que dissemos "parece"?

Não devemos esquecer que “a cor é mais uma percepção do que uma propriedade física da luz”, conforme explica o médico oftalmologista David A. Mackey, membro do Conselho Nacional de Saúde e Pesquisa Médica (NHMRC) da Austrália.

Nossos olhos detectam apenas três cores: vermelho, verde e azul. Mas, com a combinação delas, podemos ver muitas mais. E a cor que vemos é a que o objeto reflete, depois de absorver todas as outras.

Entretanto, no mundo biológico, a grande maioria das cores é produzida por pigmentos — compostos produzidos por um organismo vivo que absorvem seletivamente certos comprimentos de onda de luz.

Na ausência de pigmentos, ocorre a magia da coloração estrutural, um jogo de luz que muitas vezes nos mostra cores deslumbrantes.

É também uma forma de coloração mais durável porque, ao contrário das cores criadas pela pigmentação, que se degradam quando o organismo morre, as microestruturas sobrevivem até se desintegrarem.

Para entender melhor a coloração estrutural, vamos focar no o azul, aquela cor tão difícil de obter na natureza.

A razão pela qual ela ainda assim aparece é que a luz azul tem comprimentos de onda muito curtos — e, assim, é refletida mais facilmente do que outras cores com comprimentos de onda mais longos.

Isso foi compreendido pela primeira vez em 1869 pelo cientista John Tyndall, que observou que pequenas partículas na atmosfera dispersavam preferencialmente a luz azul, resultando no familiar céu azul de um dia claro de verão.

Pouco depois, John William Strutt demonstrou que as partículas de que Tyndall estava falando eram, na verdade, moléculas individuais de gás, especificamente nitrogênio e oxigênio.

O mesmo acontece com as penas de pássaros como as araras-azuis.

Se você olhar uma pena dessa arara em um microscópio poderoso, verá que a camada superficial de queratina parece leitosa devido à presença de pequenas cavidades de ar.

Essas pequenas cavidades de ar agem como pequenas partículas da atmosfera, enquanto os grânulos escuros de melanina absorvem comprimentos de onda de luz mais longos, o que privilegia a cor azul.

Se, em comparação, você olhar uma pena vermelha sob o mesmo microscópio, verá que a superfície é transparente, mas as estruturas subjacentes estão cheias de grânulos de pigmento vermelho.

Um fenômeno físico semelhante, mas não idêntico, produz cores iridescentes, como aquelas que vemos quando há uma fina película de óleo na água ou nas penas dos beija-flores, cujas estruturas microscópicas refletem a luz solar com uma forma natural de nanotecnologia.

A coloração estrutural foi observada pela primeira vez pelos cientistas ingleses Robert Hooke e Isaac Newton em pavões; o polímata Thomas Young explicou seu princípio um século depois e chamou-o de interferência de ondas.

Young descreveu a iridescência como o resultado da interferência entre os reflexos de várias superfícies de camadas finas, combinada com a refração à medida que a luz entra e sai de tais camadas.

A geometria mostra que a luz refletida aparece em cores diferentes em ângulos diferentes.

Um caso exemplar é o do fruto da planta africana Pollia condensata, a matéria viva mais brilhante do mundo.

Ela foi estudada por uma equipe de pesquisadores do Jardim Botânico de Kew e da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, e do Museu Smithsonian de História Natural, nos Estados Unidos.

Os cientistas ficaram inicialmente intrigados com uma propriedade incomum: os pequenos frutos metálicos conhecidos como bagas de mármore mantêm uma cor azul vibrante por anos ou mesmo décadas após serem colhidos.

Ao examinar as bagas, eles perceberam que sob sua superfície lisa e refletiva havia múltiplas camadas de células especiais feitas de fibras de celulose, cada uma ligeiramente girada.

Quando a luz atinge a camada superior, parte dela é refletida e o restante é filtrado.

A luz refletida por cada camada é excepcionalmente brilhante e produz cores fortes num efeito conhecido como reflexão de Bragg.

Os cientistas concluíram que o tecido do fruto tem uma cor mais intensa do que qualquer tecido biológico estudado anteriormente.