Respuesta corta
El color azul no solo es raro en los organismos comestibles: el color azul es raro en los reinos animal y vegetal en general. En los animales, la coloración azul se genera a través de efectos de luz óptica estructural y no a través de pigmentos coloreados. En las pocas plantas de color azul, el color azul lo genera el pigmento azul, a saber, las antocianinas. Que yo sepa, el motivo de la escasez de pigmentos azules sigue siendo desconocido.

Fondo
La gran mayoría de los animales son incapaces de hacer pigmentos azules, pero la razón parece ser desconocida, según NPR . De hecho, no se sabe que ningún vertebrado sea capaz de hacerlo. Incluso las plumas de pavo real azul brillante o un ojo azul, por ejemplo, no contienen pigmento azul. En cambio, todos se basan en colores estructurales para aparecer azules. Los colores estructurales son provocados por las propiedades físicas de micro y nanoestructuras delicadamente dispuestas.

Las mariposas morfo azules son un gran ejemplo de un color azul brillante provocado por los colores estructurales. Los morfos tienen una envergadura de 6 pulgadas: un lado es marrón opaco y el otro un azul vibrante y reflectante. Las mariposas tienen pequeñas estructuras transparentes en la superficie de sus alas que dispersan la luz de la manera correcta para que parezcan de un azul vibrante. Pero si mueles las alas, el polvo, despojado de sus estructuras prismáticas reflectantes, se vería gris o marrón.

De manera similar, la rana dardo venenoso es azul debido a los iridíforos en su piel, que no contienen pigmento, sino que presentan placas en forma de espejo que dispersan y reflejan la luz azul (fuente: By Bio ).

^{Morfo y rana venenosa. fuentes: Wikipedia y LJN Herpetología}

De manera similar, en el Reino de las plantas, menos del 10 por ciento de las 280.000 especies de plantas con flores producen flores azules. De hecho, no existe un verdadero pigmento azul en las plantas y el azul es aún más raro en el follaje que en las flores. Los tonos azules en las plantas también son generados por trucos florales con los pigmentos de antocianina rojos comunes. Las plantas retocan o modifican los pigmentos de antocianina roja para hacer flores azules, incluidos los cambios de pH y la mezcla de pigmentos, moléculas e iones. Estas complicadas alteraciones, combinadas con la luz reflejada a través de los pigmentos, crean el tono azul (fuente: Mother Nature Network ).

Pero por qué los pigmentos azules son tan escasos, parece ser desconocido hasta donde yo sé ( MNN , NPR , Science blogs )

<sub>Fuentes
- MNN
- NPR
- Fotobiología</sub>

Aunque la respuesta de @AliceD es una gran demostración simple de la rareza del azul en nuestro mundo natural, es probable que haya una razón más matizada/técnica.

Respuesta corta

La luz azul era la longitud de onda de luz más disponible para las primeras plantas que crecían bajo el agua, lo que probablemente condujo al desarrollo/evolución inicial de los fotosistemas mediados por la clorofila que todavía se ven en las plantas modernas. La luz azul es la luz más disponible y de mayor energía que sigue llegando a las plantas y, por lo tanto, las plantas no tienen motivos para no seguir aprovechando esta abundante luz de alta energía para la fotosíntesis.

Diferentes pigmentos absorben diferentes longitudes de onda de luz, por lo que las plantas idealmente incorporarían pigmentos que puedan absorber la mayor cantidad de luz disponible. Este es el caso, ya que tanto la clorofila a como la b absorben principalmente la luz azul. (La absorción de la luz roja probablemente evolucionó una vez que las plantas se mudaron a la tierra debido a su mayor eficiencia).

Los pigmentos aparecen como cualquier color que no se absorba (es decir, aparecen como cualquier longitud de onda de luz que reflejen). Debido a que el pigmento azul reflejaría la mayor parte de la luz de la que dependen las plantas modernas para sus fotosistemas mediados por clorofila, los pigmentos azules siguen siendo escasos en las plantas.

• Los organismos fotosintéticos no seguirían siendo competitivos si no pudieran absorber la luz azul de alta energía fácilmente disponible y, por lo tanto, es probable que la evolución haya favorecido con muy poca frecuencia la generación (o propagación) de pigmentos azules.

Respuesta larga

Transmisión Atmosférica

Como demuestra esta página de la Universidad Estatal de Humboldt, la luz azul y verde pasan a través de la atmósfera a la superficie de la tierra mejor que casi todas las demás longitudes de onda de luz:

la transmisión es cuando la energía electromagnética es capaz de atravesar la atmósfera y llegar a la superficie. La luz visible pasa (se transmite) en gran medida a través de la atmósfera.

Esto significa que la luz azul y la verde son las longitudes de onda de luz más disponibles.

• Tenga en cuenta que el azul/verde son seguidos de cerca por el resto del espectro visible y NIR (infrarrojo cercano).

• También tenga en cuenta que una gran parte de la luz ultravioleta es absorbida en gran medida por los gases atmosféricos (principalmente el ozono) y, por lo tanto, se transmite de manera deficiente.

Propiedades de onda

Es importante entender que (de U. Wisconsin ):

Las ondas más energéticas tienen longitudes de onda más cortas, mientras que las ondas menos energéticas tienen longitudes de onda más largas.

Como resultado, la luz azul (que es la longitud de onda de luz de mayor energía disponible) parece ser la longitud de onda de luz óptima para la fotosíntesis .

• Tenga en cuenta que aunque la luz ultravioleta disponible es más energética y puede impulsar la fotosíntesis , a menudo es un poco demasiado energética y puede dañar las células . Por lo tanto, a menudo es mejor que los organismos reflejen los rayos UV.

• Puede encontrar más información sobre la física detrás de la energía de la luz aquí .

Fotosíntesis

Los organismos fotosintéticos contienen pigmentos (típicamente clorofilas a base de hemo/porfirina y varios carotenoides ) que absorben la energía de la luz. Básicamente, la energía de un fotón de luz eleva un pigmento absorbente a un estado de mayor energía (llamado estado excitado ), y luego el pigmento libera esa energía inestable para volver a su estado fundamental; este exceso de energía es lo que impulsa las reacciones bioquímicas. de la fotosíntesis. Vea aquí para más detalles.

Aquí hay dos gráficos de ejemplo (de aquí y aquí ) que muestran el espectro de absorción de los pigmentos vegetales típicos:

Como puede ver, las plantas han evolucionado para tener pigmentos que absorben principalmente la luz azul (seguida de la luz roja). Estos pigmentos reflejan la luz verde y, por lo tanto, parecen verdes.

• La presencia de pigmentos azules (es decir, aquellos que reflejan una luz azul muy abundante), por otro lado, estaría en contraste directo con estos esfuerzos fotosintéticos. Como resultado, los pigmentos azules siguen siendo raros en los organismos fotosintéticos alimentados principalmente por fotosistemas impulsados ​​por la clorofila.

Sin embargo, varias fuentes (p. ej., Mae et al. 2000, Brins et al. 2000 y aquí ) sugieren que aunque las plantas absorben más luz azul que otras longitudes de onda, la fotosíntesis más eficiente no se produce con luz azul. En cambio, la luz roja da como resultado la mayor eficiencia fotosintética.

• Una de las razones que encontraron (en este caso, Brins et al) fue que las xantofilas disipaban el exceso de energía asociado con la luz azul, lo que provocaba una disminución de la tasa de fotosíntesis de la luz azul.

• Esta página del NIH sugiere que la luz de alta energía ni siquiera es necesaria para las plantas:

  La clorofila a también absorbe luz en longitudes de onda discretas inferiores a 680 nm (consulte la figura 16-37b). Tal absorción eleva la molécula a uno de varios estados excitados superiores, que decaen en ^10-12 segundos (1 picosegundo, ps) al primer estado excitado P*, con pérdida de la energía adicional en forma de calor. La separación de carga fotoquímica ocurre solo a partir del primer estado excitado de la clorofila a del centro de reacción, P*. Esto significa que el rendimiento cuántico, la cantidad de fotosíntesis por fotón absorbido, es el mismo para todas las longitudes de onda de luz visible inferiores a 680 nm.

Sin embargo, todo esto puede ser en vano, porque hay mucha luz solar disponible para las plantas. Nuevamente desde la página de los NIH:

Sin embargo, incluso a la máxima intensidad de luz que encuentran los organismos fotosintéticos (sol tropical del mediodía, ≈1,2 × 10 ²⁰ fotones/m2/s), cada clorofila a del centro de reacción absorbe alrededor de un fotón por segundo, que no es suficiente para sustentar la fotosíntesis lo suficiente. para las necesidades de la planta. Para aumentar la eficiencia de la fotosíntesis, especialmente a las intensidades de luz más típicas, los organismos utilizan pigmentos absorbentes de luz adicionales.

En otras palabras, las plantas no son del todo eficientes desde el punto de vista fotosintético y, por lo general, no utilizan toda la luz disponible para ellas. De Wikipedia :

La fotosíntesis aumenta linealmente con la intensidad de la luz a baja intensidad, pero a mayor intensidad este ya no es el caso (ver Curva de fotosíntesis-irradiación). Por encima de unos 10.000 lux o ~100 vatios/metro cuadrado, la tasa ya no aumenta. Por lo tanto, la mayoría de las plantas solo pueden utilizar ~10% de la intensidad total de la luz solar del mediodía.

Así que en resumen:

• La luz azul y verde son las longitudes de onda de luz más disponibles.
• La luz azul es la más rica en energía de las longitudes de onda de luz de alta disponibilidad.
• Los pigmentos vegetales absorben principalmente la luz azul.
• PERO las plantas no necesariamente necesitan la alta energía de la luz azul para una fotosíntesis eficiente.

Entonces que da?...

Evolución

Entonces, dado todo eso, la pregunta sigue siendo: ¿por qué absorber principalmente luz azul y no luz verde?

La respuesta, aunque todavía un tanto conjetural, probablemente se deba a la disponibilidad de luz de las primeras plantas. Las primeras plantas evolucionaron, como toda la vida, bajo el agua.

Resulta que, al igual que la variabilidad en la transmisión de diferentes longitudes de onda de luz a través de la atmósfera, ciertas longitudes de onda de luz son más capaces de penetrar en profundidades más profundas del agua. La luz azul generalmente viaja a profundidades más profundas que todas las demás longitudes de onda de luz visibles. Por lo tanto, las primeras plantas habrían evolucionado para concentrarse en absorber esta parte del espectro EM.

Sin embargo, notará que la luz verde también penetra relativamente profundamente. El entendimiento actual es que los primeros organismos fotosintéticos fueron arqueas acuáticas y (basado en ejemplos modernos de estos organismos antiguos) estas arqueas usaban bacteriorhopsina para absorber la mayor parte de la luz verde.

Las primeras plantas crecían debajo de estos procariotas productores de bacteriorhopsina púrpura y tenían que usar cualquier luz que pudieran conseguir. Como resultado, el sistema de clorofila se desarrolló en las plantas para usar la luz disponible para ellas. En otras palabras, con base en la capacidad de penetración más profunda de la luz azul/verde y la pérdida de la disponibilidad de luz verde para los procariotas pelágicos anteriores, las plantas desarrollaron un fotosistema para absorber principalmente en el espectro azul porque esa era la luz más disponible para ellas .

Entonces, ¿por qué las plantas no han evolucionado para usar la luz verde después de moverse/evolucionar en la tierra? Como se indicó anteriormente, las plantas son terriblemente ineficientes y no pueden usar toda la luz disponible para ellas. Como resultado, es probable que no exista una ventaja competitiva para desarrollar un fotosistema drásticamente diferente (es decir, que involucre pigmentos que absorban el verde). Entonces, las plantas de la tierra continúan absorbiendo la luz azul y reflejan el verde, y la pigmentación azul sigue siendo poco común en nuestro mundo.

• Las plantas probablemente evolucionaron para producir antocianinas (los pigmentos responsables de los rojos/azules/púrpuras atribuidos a los arándanos y violetas) por razones distintas a la fotosíntesis, por ejemplo, atracción, protección UV o incluso protección contra herbívoros. Consulte aquí , aquí y aquí para ver ejemplos.

Entonces, ¿qué pasa con los organismos no vegetales?

Según Wikipedia :

• Los carotenoides son el grupo más común de pigmentos que se encuentran en la naturaleza, incluso en los animales.
• Los complejos de carotenoproteínas son responsables de los diversos colores (rojo, morado, azul, verde, etc.)
• Los animales son incapaces de producir sus propios carotenoides y, por lo tanto, dependen de las plantas para obtener estos pigmentos .

En otras palabras, la mayoría de los pigmentos en organismos no vegetales se originan directamente o bioquímicamente a partir de la dieta del organismo. Sin la ingestión directa de pigmentos azules, estos químicos no están disponibles o son bioquímicamente caros de producir (ver Crustacianina). Como resultado, los pigmentos azules tampoco son comunes en los animales.

Sin embargo, como señalan las fuentes de AliceD, todavía no entendemos completamente por qué los animales no producen más pigmentos azules.

No es que no haya alimentos azules, es que al idioma inglés no le gusta llamar a los alimentos “azules”.

No hay fronteras naturales entre "colores" en un espacio de color, todos los colores que nombramos (y aprendemos a distinguir) están culturalmente definidos. Entonces, una cosa importante a reconocer es que un color que alguien llama "azul" puede llamarse "púrpura", "rojo" o "granate" o "verde" o cualquier otra cosa.

Con eso en mente, podemos echar un vistazo a los alimentos. Los alimentos de origen animal en el interior son proteínas, y la proteína cocida suele ser una sustancia pegajosa grisácea pálida (aunque el músculo cocido medio todavía tiene una coloración rojiza). Uno de los raros ejemplos serían algunos huevos con cáscaras azules. En las plantas, básicamente todas las hojas que comemos están coloreadas por clorofila. Así que están fuera de la ecuación.

Otras partes de la planta, especialmente las frutas, tienden a ser coloreadas por uno de algunos otros grupos de pigmentos. Y un grupo importante de esos pigmentos, las antocianinas, varía del azul al púrpura y al rojo (también cambian con el pH). Por lo tanto, muchos alimentos tienen un color azul algo violáceo y también se denominan "azules" en otros idiomas. Las ciruelas, las berenjenas, las uvas rojas, el repollo rojo y muchas bayas son buenos ejemplos de ello. Luego tienes algunas plantas que vienen en muchos colores, pero los principales cultivares no son azules: las papas y el maíz son los primeros que vienen a la mente.

Otros tonos de azul son menos comunes simplemente porque no están cubiertos por los principales grupos de pigmentos, pero si baja al nivel de tono, entonces el "azul real" es solo uno de los muchos en el espectro que falta. También tenga en cuenta que todavía hay plantas que tienen otros tonos de azul y se consumen, simplemente no se las considera comúnmente como "alimento". La lavanda, la achicoria, la genciana y los pensamientos tienen flores azules de varios tonos y se usan tradicionalmente en las recetas.

Por lo tanto, no hay una razón evolutiva especial por la que las plantas o los animales no deban ser azules: muchos de ellos son azules y comemos algunos de los azules. Es simplemente una tendencia cultural o lingüística que las personas de habla inglesa no vean su comida como azul.

Resumen

Yo diría que la pregunta más apropiada es: ¿Por qué podemos identificar fácilmente los emplastos azules, aunque tan pocos alimentos sean azules? (Y la parte principal de esta respuesta es por qué esta es incluso una pregunta razonable). Y la respuesta principal a eso es probablemente que una región suficientemente grande con escasez de alimentos en el espacio de color finalmente obtuvo su propio término de color, a saber, azul.

Terminología

Un color es una región en el espacio de color a la que los hablantes del idioma respectivo acuerdan asignar el mismo nombre. Los colores básicos son colores que ya conoces en el jardín de infantes y no considerarías un caso especial de otro color (como que el aguamarina es un caso especial de azul).

La evolución de los colores.

En su evolución, los idiomas refinan su segmentación del espacio de color paso a paso, generalmente comenzando con claro-cálido versus oscuro-frío, luego separando rojo, amarillo y verde ( lectura adicional ). La quinta segmentación generalmente divide azul y verde , o más precisamente: algo similar. Después de esto, el inglés tiene blanco, negro, rojo, amarillo, verde y azul.

Ahora, los idiomas dividen un color existente cuando hay una distinción relevante que hacer dentro de él. Y el alimento potencial fue lo predominante para que los humanos distinguieran durante la mayor parte de su historia. Si alguna fruta que cambia de color de verde a azul indica que se ha vuelto comestible, esto no solo es algo relevante para comunicar, sino que tener una palabra para eso hace que sea más fácil recordarlo. Por el contrario, los humanos miraban el cielo a diario, pero si era verde o azul no era nada que necesitaran para comunicarse.

En consecuencia, los colores de los alimentos fueron un factor impulsor de cómo segmentamos nuestro espacio de color para empezar. Y aquí, la distinción entre azul/verde y púrpura/rojo parece estar dominada exactamente por esto: la mayoría de los alimentos que se apoyan en el azul permanecen dentro de lo que llamamos púrpura (p. ej., ciruelas y berenjenas) y, a menudo, cambiar de verde a púrpura indica madurez. (Y en el caso de los arándanos, pasar de morado a azul indica madurez). Sin embargo, no conozco ningún alimento que cambie directamente de verde a azul. Entonces, hay alguna razón para suponer que nuestro espacio de color está segmentado de tal manera que hay poca comida en el lado azul de la división azul-púrpura.

Retroalimentación del lenguaje a la percepción

Otro aspecto extraño de esto es que el lenguaje influye en nuestra percepción: si aprendemos una palabra para un color desde una edad temprana, también somos mejores para distinguir ese color. Un ejemplo sorprendente de esto son los himba, cuyo idioma segmenta el espacio de color de manera diferente al inglés (y muchos otros idiomas). Les resulta mucho más difícil distinguir ciertos tonos de azul y verde (porque su idioma no lo hace), pero les resulta más fácil distinguir ciertos tonos de verde (porque son colores básicos diferentes en su idioma)¹²³.

Entonces, si el idioma inglés no hiciera la distinción entre azul y verde, probablemente no habrías hecho esta pregunta, no solo porque te faltarían las palabras, sino también porque ni siquiera te darías cuenta³ de que hay una familia de tonos de verde que encuentras en todo tipo de productos tecnológicos (y en el cielo), pero no en la comida.

Ahora, ¿qué tiene de especial el azul?

Hay varios otros colores que rara vez encontrará en los alimentos, por ejemplo, fucsia/magenta, verde neón y rojo ladrillo. ¿Por qué no hizo la pregunta sobre ellos y por qué no usamos estos colores para emplastos para preparadores de alimentos? La respuesta es probablemente que el azul es un término de color básico, pero eso es solo la mitad de la verdad: debido a que el azul es un término de color básico, somos mejores para distinguirlo que e. gramo. verde neón y, por lo tanto, es más efectivo como color de yeso.

Esto deja la pregunta:

¿Por qué el azul se convirtió en un término de color básico y continuó excluyendo los alimentos?

La respuesta a esto está naturalmente escondida entre las brumas de la historia. Sin embargo, la aparición de algún tipo de distinción azul-verde es un rasgo común de los idiomas, lo que sugiere que es más que una simple casualidad. Mi conjetura educada es que lo que llamamos azul es simplemente la región más grande del espacio de color que es escasa con los alimentos, por las razones abordadas en las respuestas de AliceD y Theforestecologist . Tenga en cuenta que una dificultad con esta explicación es que es algo subjetivo cómo medimos el volumen del espacio de color (y, por lo tanto, definimos el más grande ) de una manera que refleja la percepción humana.

En contraste con otros términos de color básicos, el azul (o más precisamente: la distinción azul-verde) parece ser causado por la introducción de un tinte respectivo³ y no por alimentos. Esto sugiere, a su vez, que el nuevo término de color comenzó como un identificador de ese tinte en particular (que de hecho es común, véase índigo, azul de Prusia, etc.). Como tal, no tiene sentido que cubra el color de algo muy conocido, incluida la comida. Por ejemplo, si el nuevo término de color hubiera abarcado el color de las ciruelas, la gente preferiría llamar al nuevo tinte tinte de ciruela .y olvídate del nuevo término (y del tinte) rápidamente. Como resultado, no es de extrañar que el término de color emergente comenzara con un territorio que excluye la comida. Por supuesto, esto puede cambiar más adelante en el desarrollo de un idioma, pero si un color comienza como un color no alimentario, existe un impulso psicológico para mantenerlo así: no estás acostumbrado a comer cosas azules, por lo tanto, no comenzarías llamando azul a la comida (ver también la respuesta de Rumtscho ).

Esto se corresponde con el gris, el otro término de color básico que no nos gusta usar para describir los alimentos, aunque podría decirse que es el color más apropiado para la carne en algunas condiciones, ciertos pescados, el interior de las berenjenas, etc. para describirlos por cualquier color remanente que tenga la comida o como blanco o negro.

Algo de material de lectura

1. Registro de idioma: no es fácil ver verde
2. Colección Gondwana: ¿Cómo ven los himbas de Namibia el color?
3. Business Insider: Nadie podía ver el color azul hasta los tiempos modernos