کمیاب‌ترین رنگ طبیعت چیست؟
ویکتوریا وانگ: هر رنگی که در برابر خود می‌بینید در طبیعت نیز یافت می‌شود. بعضی گیاهان، جانوران و یا مواد معدنی تقریبا همهٔ رنگ‌های قابل‌تصور را دارند. اما کدام یکی از این رنگ‌ها در طبیعت کمیاب‌ترند؟
دو عامل مختلف در کمیاب‌بودن برخی رنگ‌ها در طبیعت موثرند: فیزیک و فرگشت. بگذارید اول به فیزیک بپردازیم. رنگ‌ها در اثر تراکنش طول‌موج‌های مختلف نور با اشیا به وجود می‌آیند و اغلب رنگ‌هایی که خارج از مانیتور می‌بینید به یکی از این دو روش تولید می‌شوند.
در رنگ‌های به وجود آمده در اثر جذب، فقط پرتوهایی با طول‌موج‌های مشخص جذب شده و بقیهٔ پرتوها بازتاب می‌شوند. سرانجام، رنگ نهایی از ترکیب رنگ‌های بازتاب‌شده پدید می‌آید. بیشتر رنگ‌ها در طبیعت، از جمله رنگ میوه‌ها و گل‌ها، به این طریق ایجاد می‌شوند. گیاهان سرشار از ترکیباتی به نام رنگدانه هستند که نور را برای فتوسنتز جذب و در فرآیند فتوسنتز نور را به انرژی تبدیل می‌کنند.
گرچه گیاهان رنگدانه‌های گوناگونی دارند که سبب ایجاد رنگ‌های مختلف می‌شوند، پرتوهای پرانرژی‌تر آسان‌تر از پرتوهای کم‌انرژی‌تر جذب می‌شوند. و نور آبی یکی از پرانرژی‌ترین طول‌موج‌ها را در طیف مرئی دارد. بسیاری از رنگدانه‌ها تکامل یافته‌اند تا نور آبی را جذب کنند. کلروفیل یکی از این رنگدانه‌هاست که با جذب نور آبی و قرمز، رنگ سبز که نشان طبیعت است، تولید می‌کند. اما نور سبز نیز نسبتاً پرانرژی است و فراوان‌ترین گروه رنگدانه‌ها برای جذب طول‌موج‌های سبز نیز تکامل یافته‌اند. بیش از ۱,۱۰۰ نوع کاروتنوئید در طبیعت وجود دارد. این رنگدانه‌ها پرتوهای پرانرژی آبی و سبز را جذب کرده و پرتوهای کم‌انرژی‌تر مانند قرمز و زرد را بازتاب می‌کنند. گرچه کاروتنوئیدها در بیشتر گیاهان سبز وجود دارند، آنها فقط در پاییز، هنگامی که گیاهان کلروفیل را برای ذخیرهٔ انرژی در زمستان تجزیه می‌کنند، دیده می‌شوند. اما فارغ از اینکه این رنگدانه‌ها به تنهایی یا باهم کار کنند، این ترکیبات نور آبی را در تقریباً همهٔ گیاهان جذب می‌کنند. حتی میوه‌ها و گل‌هایی که آبی دیده می‌شوند، در حقیقت رنگدانه‌های قرمز و بنفش دارند و تنها تحت شرایط شیمیایی خاصی آبی می‌شوند.
پس آیا آبی کمیاب‌ترین رنگ در طبیعت است؟ نه دقیقاً. جذب پرتوها فقط یکی از دو راهی است که پرتوها به اجسام رنگ می‌بخشند. در روش دوم، برخی طول‌موج‌ها شکسته و تشدید می‌شوند که سبب افزایش قدرت پرتوهای دیگر شده و رنگ نهایی جسم را تعیین می‌کنند. این رنگ‌ها، که رنگ‌های ساختاری نام دارند، به دلیل ساختار میکروسکوپی اجسام اطراف ما، که با تشکیل نانوساختارها نور مرئی را دستکاری می‌کنند، به وجود می‌آیند. مثلا این پر، هیچ رنگدانهٔ آبی‌ای ندارد. اما هنگامی که نور به آن برخورد می‌کند، الکترون‌های نانوساختارهای پر در فرکانسی مشابه فرکانس پرتوی آبی به جنبش درمی‌آیند. بنابراین این ذرات پرتویی با فرکانس مشابه نور آبی می‌تابانند و واکنشی زنجیره‌ای را شروع می‌کنند که سبب تشدید و شکست نور آبی می‌شود.
نانوساختارها با ساختار و اندازه‌های متفاوت طول‌موج‌های متفاوتی را می‌شکنند اما معمولاً، شکست طول‌موج‌های پرانرژی‌تر آسان‌تر است بنابراین نور آبی فراوان‌ترین رنگ ساختاری است. درحالی که طول‌موج‌های کم‌انرژی‌تر، مانند قرمز، خیلی کم شکسته می‌شوند. حتی هنگامی که جسمی نانوساختارهای خاصی داشته باشد که رنگ قرمز را به شدت بشکند، این پرتوها باز هم به دلیل رزونانس با پرتوهای دیگر فقط در زوایای خاصی از روشنایی و دید، قرمز دیده می‌شوند.
بنابراین دو رنگ احتمالی می توانند کمیاب‌ترین رنگ طبیعت باشند: رنگ آبی تولید شده در اثر جذب و رنگ قرمز ساختاری. بین این دو رنگ، قرمز ساختاری بسیار کمیاب‌تر است. فقط تعداد انگشت‌شماری از جانوران و سنگ‌ها رنگ قرمز را می‌شکنند و هیچکدام هم رنگ قرمز را به تنهایی نمی‌شکنند. اما از آنجایی که قرمز و آبی هردو توسط یکی از این دو روش بیشتر تولید می‌شوند، ما معمولا هر دو رنگ را در طبیعت به فراوانی می‌بینیم. پس چه رنگی در طبیعت، چه از طریق جذب و چه از نظر ساختاری، کمتر تولید می‌شود؟
پاسخ رنگ بنفش است. بنفش با ارغوانی، که حاصل ترکیب قرمز و آبی است، تفاوت دارد. پرتو بنفش بخش کوچکی از طیف مرئی را به خود اختصاص می‌دهد. تنها تعداد بسیار کمی نانوساختار ویژه وجود دارد که فقط نور بنفش را می‌شکنند. همچنین طول‌موج‌های بنفش از طول‌موج‌های آبی نیز پرانرژی‌تر هستند که این سبب جذب بهتر توسط رنگدانه‌ها می‌شود. پس هرگاه به پروانهٔ امپراطور با بال‌های بنفش برخوردید، لحظه‌ای درنگ کنید و از یکی از کمیاب‌ترین رنگ‌های طبیعت لذت ببرید.
