כחול אשר על שפת האוכמנית: כיצד הפרי הכחול-סגול מדגים צבע כימי ומבני

צבעים בטבע: מבוא

כאשר אנו מכינים קערת אוכמניות, אנו נחשפים לצבע הכחול העמוק והמרהיב שלהן. עם זאת, כשבוחנים את מיץ האוכמניות, נגלה כי הוא אדום. התופעה מעלה שאלות מעניינות: מדוע הצבע המופיע בפרי שונה מזה של מיץ הפרי? הסיבה טמונה בפנימיות הצבע.

צבע מבני וצבע כימי

האוכמניות אינן כחולות באותו האופן שבו תפוחים אדומים הם אדומים. הצבע הייחודי שלהן נובע מקומפלקס של צבע מבני, המתפתח כתוצאה מהתאבכויות אור. כאשר קרני אור פוגעות בתוך מבנים ננומטריים באוכמניות, התוצאה היא צבע כחול לא מבריק, שמרים את תשומת הלב.

במקביל, צבעים כימיים מתקבלים כאשר פיגמנטים בולעים חלק מאורכי הגל של האור הנראה, ומחזירים אחרים. בטבע קיימים סוגים שונים של פיגמנטים, אך פיגמנטים כחולים הם נדירים מאוד.

מהו מקור הצבע הכל כך ייחודי של האוכמניות?

כהוכחה מחקרית, מחקר שפורסם בפברואר 2024 בכתב העת Science Advances גילה כי מקור הצבע המבני של האוכמניות נמצא בגבישי שעווה על פני הקוטיקולה, השכבה השומנית המגנה על האוכמניות מאובדן מים המחקר הראה כיצד צבע זה אינו ייחודי רק לאוכמניות, אלא נפוץ גם במינים אחרים בטבע.

גבישים פוטוניים וזכוכיות פוטוניות

צבע מבני מתחלק לשני סוגים: גבישים פוטוניים, שיוצרים צבעים מבריקים ומפציעים בזוויות שונות, וזכוכיות פוטוניות, כמו שכבת השעווה באוכמניות, שיוצרות צבעים חיוורים ואינם משתנים בזוויות צפייה.

זמני הבשלה ועניינים כימיים

בתהליך הבשלת האוכמנית, ובזמן שבו היא ירוקה, הכלורופיל מהווה את הפיגמנט הדומיננטי. עם הבשלת הפרי, הכלורופיל מתפרק ואנתוציאנינים, פיגמנטים שמקנים צבע אדום, מתחילים להתפתח. בשלב זה, צבע הכחול מתחזק הודות למבנה ולפיזור האור.

תופעה של אבולוציה מתכנסת

המחקר העלה תופעה של אבולוציה מתכנסת, כאמור, שמשמעותה היא שהצבע המבני הכחול התפתח במספר מינים שונים ללא קרבה גנטית ישירה. חוקרים טוענים כי צבע זה מסייע לבעלי חיים למצוא את האוכמניות בסבך, ובכך מפרה את הפצת המינים.

יישומים מעשיים

גילוי צבע המבנה באוכמניות לא רק משפך אור על מורכבות הצבעים בטבע, אלא גם חייך לצורות השימוש הטכנולוגי. הצבעים המבוססים על מבנים ביולוגיים עשויים להיות ידידותיים לסביבה ולהוות תחליף לצבעים סינתטיים בתעשייה.

באופן כללי, מחקר זה מאיר באור חדש את תופעת הצבעים בטבע ופותח פתח לסוגים חדשים של יישומים טכנולוגיים, כולל יצירת ציפויים עמידים או צבעים מועילים.

מעבר לפן האקדמי, הממצאים הללו מצביעים על כמה אנחנו עדיין לא יודעים על עיצובי צבעים בטבע, ומזמינים אותנו להעמיק בניתוח של תופעות אלו בעתיד