Plava boja u prirodi često je optička iluzija

Robert Hooke, engleski znanstvenik iz 17. st. najpoznatiji je po svojem izumu – poboljšanom mikroskopu. Pomoću te naprave došao je do spoznaje da se organizmi sastoje od stanica, no iskoristio ju je i za otkrivanje tajne metalik plave i zelene boje paunovog pera.

Zapisao je tada da su boje fantastične. Da je plava boja posebna, nanjušio je i njegov zemljak, kolega i suvremenik Isac Newton. Od tada je štošta otkriveno u vezi pojave plave boje u prirodi. Biljaka plavih latica kao što potočnice, kokotić, vranjemil, komelina, različak, ponekad slak i hortenzija i dr. u prirodi je manje od 10 %. U načelu sadrže pigment crveni antocijan koji je sadržan u staničnim vakuolama i čiji naziv dolazi od starogrčke riječi anthos što znači cvijet. Niske pH vrijednosti koje daju kiselost utječu na antocijan tako da daju i crvenu boju latica i lišća. Blago alkalna sredina uzrokovat će da antocijan daje plavo obojene latice. To ne vrijedi za hortenzije kod kojih su latice plave u kiseloj sredini, a ružičaste pri povišenim pH vrijednostima.

Istraživač B. J. Glover iz Odjela biljnih znanosti na Sveučilištu Cambridge izvijestio je kako plavu boju laticama hortenzija daju aluminij i delfinidin, a ružičastu molibden, što znači da postoji i veza s prisustvom metala. Plava boja latica ima svrhu privući opnokrilce, točnije pčele i ose koje je najlakše uočavaju. Kod šumskih potočnica i kokotića dolazi do promjene boje latica iz ružičaste u plavu, što je prema nekim izvorima u slučaju šumske potočnice poruka kukcima da je cvijet oprašen. Osim što je rijetka boja u prirodi, plava je prema istraživanjima omiljena boja ljudskog roda. Kada spojimo te činjenice dobivamo brojne entuzijaste koji su si za cilj postavili uzgojiti biljke plavih latica koje prirodno ne dolaze u ovoj boji.

Jedna je japanska tvrtka uz potporu jedne australske kompanije donekle uspjela u naumu da spoji najdražu boju s ljudima najdražim cvijetom. Bilo je potrebno 14 godina za stvaranje ruže blijedo ljubičastih latica metodom ubacivanja gena maćuhice i perunike (irisa). Druga vrsta na kojoj je rađen takav genetski pokus, konkretno ubacivanje gena plave petunije, jest karanfil. Australci su ga dobili nakon desetljeća pokušavanja i nadjenuli mu ime Moondust carnation, no također nježne ljubičaste boje. Premda još nisu uspjeli dobiti ciljanu boju, svakako su stvorili vrlo skupocjene varijetete.

Za razliku od plavih latica koje donose osobitu dobrobit biljkama koje su ih razvile, plavo lišće ne bi predstavljalo dobru investiciju. Zeleni pigment klorofil upija valne duljine prvenstveno crvene i plave vidljive svjetlosti, a odbija zelenu zbog čega lišće i vidimo kao zeleno. Plava svjetlost donosi više energije od drugih pa je nije smisleno odbijati. Zato sve lišće u vrijeme vegetacije sadrži klorofil, i ono crveno i plavo. Primjer biljke s plavim lišćem je jedna vrsta begonije koja pridolazi u Maleziji, lat. Begonia pavonina. Tim istraživača s bristolskog sveučilišta u Engleskoj poslužio se elektronskim mikroskopom s ciljem utvrđivanja kako je došlo do plavog obojenja lišća. Potvrdili su da lišće ove biljke sadrži klorofil, ali i sloj organela iridofora. Ti su organeli oblika diskova, poredani jedni iznad drugih, a među njima se nalaze tanki filmovi tekućine.

Takva struktura s preciznim geometrijskim razmacima u list usmjerava crvenu i zelenu svjetlost velikih valnih duljina, tj. onu koja je dostupna kroz zatvoreni sklop kišne šume. Odbija se plava svjetlost pa je lišće metalik plave boje. Pretpostavka je da se upijanje odvija puno sporije nego kod uobičajenog te je zato oko 10 % učinkovitije od prizemnog rašća u okruženju. Za razliku od biljnog svijeta, u životinjskom svijetu zabilježena je pojava pravog plavog pigmenta, ali kao velika rijetkost. Sadržan je u krilima nekolicine vrsta leptira koji obitavaju u kišnim tropskim šumama. To znači da je europski kontinent, uz dijamante i bambus, lišen i plavog pigmenta koji stvaraju živi organizmi. Leptiri iz roda Nessaea iz Južne Amerike imaju crna krila s dvije svjetloplave široke trake čije obojenje potječe od pigmenta pterobilina. Predstavnici su vrste N. hewitsonii, N.obrinus i N. batesii.

Sadrže ga i vrste iz roda Graphium, G. agamemnon, G.antipathes i G. doson s istoka Azije i G. sarpedon iz Australije. Kod prvih dviju vrsta viljiv je u vidu zelenih, a drugih dviju svjetloplavih mrlja na crnim krilima. Leptir vrste Graphium sarpedon sadrži i plavi pigment sarpedobilin. Leptiri iz roda Papilio (P. phorcas i P. weiskei) sadrže plavozeleni pigment phorcabilin koji daje tirkiznu, zelenu i ljubičastu boju krilima. Većina plavih leptira boju postiže zahvaljujući strukturnoj građi ljusaka na krilima koje imaju rebraste nabore te se zrake svjetlosti od njih odbijaju pod kutom koji daje plavu svjetlosnu duljinu.

Primjer su naši leptiri plavci. To je dokazano jednostavnim pokusom na mužjaku čuvenog metalik plavog leptira, vrste Morpho didius (ženke su smeđe). Nakon što se krila poliju alkoholom plava boja nestaje jer se prostori među naborima umjesto zrakom ispune tekućinom. Nakon što alkohol ispari, krila ponovno poprime plavu boju. Pokus s vodom nije smislen jer su krila ovih stanovnika tropskih kišnih šuma vodootporna. Žabe i zmije do plave boje dolaze kombinacijom pigmenata i refleksijom svjetlosti. Zelene žabe i zmije imaju po tri sloja organela kromatofora. Gornji sloj čine stanice ksantofori koje sadrže žute pigmente, a srednji sloj stanice iridofore koje su kao kod plavog lišća oblika pločica i koje odbijaju vidljivu svjetlost, u najvećoj mjeri plavu.

Donji sloj čine melanofore s crnim ili smeđim pigmentom. Iridofore kod životinja ne sadrže pigmente, a djeluju poput zrcala pa se nakon što se od njih odbije plava svjetlost i dospije do ksantofora dobije izgled zelene boje. Kod plavih žaba izostaje sloj ksantofora se žutim pigmentima. Poznati je primjer plava otrovna žaba, lat. Dendrobates tinctorius iz Južne Amerike koja je svjetsku slavu stekla i po zloupotrebi, odnosno po tome što je njezin otrov korišten za trovanje strelica. Kod nas je osobito zanimljiva močvarna smeđa žaba, lat. Rana arvalis. Kod ove vrste mužjaci mijenjaju boju krajem ožujka, u vrijeme parenja kada je temperatura nešto niža od sobne (od 15 ºC do 17 ºC). Boja prolazi faze od smeđe preko tamnoljubičaste do plave, a čiju kakvoću onda procjenjuje ženka. Plave ptice poput makao papige izumrle u prirodi i ptica s djelomično plavim perjem poput naših sjenica i šojki dočaravaju plavu zahvaljujući strukturi krila, slično kao leptiri. Pera sadrže kuglice mikroskopske veličine, a zbog toga što im struktura nije izrazito pravilna, već više poput pjene, izostaje prelijevanje boja, odnosno metalik efekt.

Podignemo li plavo pero u zrak i zagledamo li se u njega, nećemo vidjeti plavu. Prelijevanje boja prisutno je kod manjeg broja ptica poput pauna zahvaljujući perju pravilne strukture poput kristala. Kod sisavaca je također u pitanju struktura, a što su dokazali američki istraživači, ekolog Richard Prum i matematičar Rodolfo Torres pomoću elektronskog mikroskopa.

Promatrali su testise jedne vrste oposuma i vervet majmuna te dijelove stražnjice i lica manadril majmuna. Došli su do spoznaje da plavi goli dijelovi kože na površini sadrže paralelno poredana vlakna sačinjena od proteinskog kolagena. Pravilan poredak i pravilan razmak među njima omogućuju lom plave svjetlosti. Naposljetku, zahvaljujući strukturi, šarenice nekih ljudi izgledaju nam plavo.