Zergatik hostoek kolorea aldatzen dute?

Aurreko sarrera batean, gure begiek argi ikuskorra nola antzematen duten ikusi genuen (Zergatik ikusten dugu?). Bestalde, espektru elektromagnetiko osoaren zati bat besterik ez dugula antzematen ere azaldu genuen (ikusi Argiaren natura). Bertan ikusitako kontzeptuak buruan ditugularik, gaurko sarreran hostoek zergatik aldatzen duten kolorez ikusiko dugu. Koloreen natura eta zergatik ikusten ditugun kolore hauek aztertuko dugu ere bai.

Lehenik eta behin, gauza bat da gertatzen den fenomenoa, eta beste bat da gure buruak interpretatzen duena. Horrela esanda, badirudi errealitate bat dagoela, esistitzen dena, baina gero indibiduo bakoitzak desberdin interpretatzen ahal duela. Hau da Einsteinek uste zuena (errealismoa). Baina, ikusi genuen elektroien bi zirrikituen esperimentuan (Elektroiaren sekretu izkutua I), behatutakoa ez zela berdina argiarekin elkarrekintza egonda ala egon gabe. Hortaz, mundu kuantikoan badirudi errealitate bat egonda ere, ezin dugula zein den jakin. Bohr eta Kopenageko eskolakoek, hortaz, uste zuten errealitatearen esistentzia ere ez zela garrantzitsua, baizik eta bakarrik guk esperimentalki analizatu dezakeguna (positibismoa). Baina Kuantikaren interpretazioari buruz, beste batean arituko gara. Gaurko gaia xumeagoa da. Goazen analizatzera zein den ikusten ditugun koloreen jatorria.

Lehenik eta behin, gogora dezagun Lurrazalera heltzen zaigun erradiazioa gehienbat eremu ikuskorrean dagoela. Eremu ikuskorran dauden fotoien uhin-luzerak 400 eta 750 nanometrokoak (nm) dira. Nanometro bat lortzen da metro bat mila milioi zatitan banatzean. Hortaz, oso uhin-luzera laburrak dituzte. Beheko irudian ikusten dugun bezala, 400 nm-ko uhin-luzera kolore bati dagokio, moreari, eta 750 nm-koa gorriari. Tartean ikusten ditugun beste koloreak eta kolore bakoitzaren ñabardurak daude.

Fijatzen bagara, kolore hauek ortzadarrean dauden koloreak dira. Ortzadarra eguzki izpiak ur tantetatik pasatzean sortzen da. Argi izpietan uhin-luzera guztiak nahastuta doaz, baina ur tantek prisma baten portaera dute, eta hau dela eta, uhin-luzera desberdineko fotoiak desberdinki errefraktatzen dira, eta honen ondorioz, ortzadarra sortzen da. Hortaz, argi txurian kolore guztiak nahastuta daude. Eta, argi txuria osatzen dituzten fotoiak ez badira banatzen, ezin ditugu koloreak antzeman, txuria osatzen dute.

Gogoratuko zareten bezala, Zergatik ikusten dugu? sarreran azaldu genuen gure erretinan dagoen molekula batek absorbatzen zituela argiaren fotoiak, eta honen ondorioz, ikusten genuela. Molekula denek fotoiak absorbatzeko gaitasuna dute, baina molekula batzuk daude bakarrik eremu ikuskorrean absorbatzen dutenak.

Horrela, demagun Euskal Herriko baserri hau ikusten ari garela (Eraso, Imotz, Nafarroan). Horma txuria, teilatua gorrixka, atzeko mendia kolore desberdineko hostoez jantzita, berdeak, gorriak etab. Zergatik ikusten ditugu kolore hauek? Azter dezagun lehenik eta behin horma. Bertara iristen den argia erreflejatuta ateratzen da, hau da, eremu ikuskorrean dauden fotoiak ez dira absorbatzen, eta gure begietara guztiak nahastuta iristen dira. Hau dela eta, kolore guztiak nahastuta iritsita, gure erretinan dauden molekulek fotoi mota guztiak absorbatzen dituzte, eta gure buruan hori kolore txuria bezala interpretatzen da. Teilatuaren kolorea gorrixka da, ordea. Bertan dauten teilek heltzen zaien fotoietatik batzuk absorbatzen dituzte, eta beste batzuk erreflejatuta ateratzen dira. Zein fotoi erreflejatzen dira? Justo gorri koloreari dagozkion fotoiak. Besteak, absorbatu egiten dira. Hau da, guk ikusten ditugun koloreak objektuek absorbatu ez dituzten fotoiei dagozkienak dira!


Fijatu gaitezen orain mendiko hostoetan. Berde ikusten ditugu udaberri eta udan zehar. Zer dela eta? Garai hauetan, zuhaitzek beren osagaiak diren molekulak osatzeko fenomeno bat erabiltzen dute: fotosintesia. Argia absorbatzen dute, molekulak sintetizatzeko. Hortik datorkio fenomeno honi izena. Fotosintesia egiteko, hostoek molekula batzuk (pigmentu batzuk) dituzte, horien artean nagusiak klorofilak direlarik. Mota desberdinak daude, baina denek daukate beheko irudian, ezkerrean, ikus daitekeen egitura amankomuna. Molekula konplexua da, eta ez dugu zehazki aztertuko. Baina, ikusi molekula honen barruan, karbono atomo batzuen artean (C letra) bi marra agertzen direla. Lotura bikoitz konjokatuak adierazten dute. Gure begietan dagoen erretinal molekulan ere horrelako loturak ikusi genituen. Gogoratzen bazarete, sarrera horretan azaldu genuenaren arabera, horrelako lotura batzuk zituzten molekulak argi ikuskorra absorbatzeko gai dira. Hortaz, klorofilak ere eguzki argia absorbatu dezake, eta gero energia hau erabiltzen du beste osagaiak sintetizatzeko. Fenomeno hau konplexua da, eta ez dugu hemen aztertuko. Guri gaur interesatzen zaiguna zera da, zergatik molekula honek kolore berdea ematen dien hostoei. Horretarako, bere absortzio espektroa aztertuko dugu (behean eskuinean).

Irudian ikus daitekeen moduan, klorofilek absorbatzen dituzten koloreak berdea ez direnak dira! Hortaz, kolore berdea erreflejatuta ateratzen da, eta honen ondorioz, gure begietara hostoetatik datozen fotoiak berdeak dira, eta horrela interpretatzen ditugu guk gure buruan.

Udazkenera heltzen garenean, eguzki izpi gutxiago iristen dira Lurrazalera. Hau dela eta, hosto galkorrak dituzten zuhaitzek fotosintesia egiteari uzten diote (energia gutxi lortuko lukete fotoi gutxi daudelako absorbatzeko), eta hau dela hostoetatik klorofilak desagertu egiten dira. Hau gertatzean, kolore berdea galdu egiten da. Baina hostoetan, klorofilaz aparte, beste pigmentu gehiago daude: karotenoideak, fikoeritrina, fikozinanina, etab. Molekula hauen egitura ere konplexua da, baina klorofilek bezala, karbonoen arteko lotura bikoitz konjokatuak dituzte.

Goiko irudian pigmentu hauek absorbatzen dituzten fotoiak ikusten dira. Adibidez, karotenoideek urdinetik berdera absorbatzen dute, fikozinaninek espektroko erdiko koloreek, eta fikoeritrinak hori-laranja absorbatzen du. Klorofilak desagertzean, beste pigmentu hauek gelditzen dira, hostoen kolorea aldatuz. Hauek degradatzen doazen heinean, hostoek kolorea aldatzen dute, fotoi mota desberdinak absorbatzen dituztelako. Bukaeran, hostoa bera degradatu, eta erori egiten da. Zuhaitz espezie bakoitzean prozesu hau desberdin gertatzen da, eta horregatik, gure basoak udazkenean kolore gama desberdinez janzten dira.

Hortaz, naturan gertatzen diren bi fenomeno desberdin, ikustea eta fotosintesia (eta hostoen kolore aldaketa) arrazoi antzekoengatik gertatzen da. Bi prozesuetan parte hartzen duten molekulek C-C lotura bikoitz konjokatuak dituzte, eta hauei dagokien orbitalen arteko energia diferentzia eremu ikuskorrean dago. Hau dela eta, molekula hauen elektroiek energia hori duten fotoiak absorbatu dezakete. Ikusten dugun moduan, kimika kuantikoari esker bi fenomeno desberdin hauek oinarri berdinak dituztela ondorioztatu dugu.

Descargo de responsabilidad: He utilizado las imágenes sin ánimo de lucro, con un objetivo de investigación y estudio, en el marco del principio de uso razonable - sin embargo, estoy dispuesto a retirarlas en caso de cualquier infracción de las leyes de copyright.Disclaimer: I have used the images in a non for profit, scholarly interest, under the fair use principle - however, I am willing to remove them if there is any infringement of copyright laws.