تحوّل بسيط في الضوء يغيّر زرقة أجنحة فراشة المورفو

تغيّر واحد في الضوء يبدّل زرقة جناحي المورفو

لا يستمد المورفو الأزرق زرقتَه الشهيرة من صبغة زرقاء؛ فاللون الذي تراه تصنعه البنية المجهرية لسطح الجناح حين تتفاعل مع الضوء. وقد يبدو الأزرق ثابتًا ما دامت الفراشة ساكنة، كأنه طلاء تحيط به حواف بنية داكنة، إلا أن تحرك الفراشة أو تغير زاوية رأسك يكشف أن الزرقة مرتبطة بمسار الضوء الواصل إلى عينيك.

اعتدت أن ترى الألوان اليومية بوصفها خصائص ثابتة في الأشياء. تعمل الأصباغ عبر امتصاص بعض أطوال موجات الضوء وعكس بعضها الآخر؛ لذلك يبدو القميص الأزرق أزرق لأن أصباغه تمتص قدرًا كبيرًا من الضوء الأحمر والأخضر، بينما تعيد إلى عينك نسبة أكبر من الضوء الأزرق.

من زاوية مشاهدة مريحة، يوحي جناح المورفو بالآلية نفسها: بقعة زرقاء عريضة ومستقرة، كما لو أن اللون ينتمي إلى الجناح بالطريقة التي ينتمي بها الطلاء إلى الجدار. غير أن تغيرًا طفيفًا في الإضاءة يكفي كي يبدأ الأزرق بالوميض أو الخفوت.

حراشف دقيقة تنظّم انعكاس الضوء

في عام 2013، نشر رادوان الحسن صديق وسيلفيا ديفالد ويورغ ليوتهولد وهندريك هولشر في مجلة Optics Express دراسة بعنوان «Theoretical and experimental analysis of the structural pattern responsible for the iridescence of Morpho butterflies». حلل الباحثون ثلاثة عناصر بنيوية تفسر انعكاس الضوء عبر زاوية واسعة: الطبقات المتعاقبة في الصفائح الدقيقة، وترتيبها الشبيه بالشجرة، والإزاحات بين النتوءات المتجاورة.

يغطي الجناح عدد كبير من الحراشف الدقيقة، وتحمل كل حرشفة نتوءات متراصة ذات تراكيب طبقية بالغة الدقة. تقع هذه التفاصيل على مقياس أصغر بكثير مما تستطيع رؤيته بعينك، لكنها تتحكم في الأطوال الموجية التي تنعكس وفي الاتجاه الذي تسلكه بعد الانعكاس.

يمكنك تصور الآلية بدءًا من ضوء الشمس الأبيض. حين يصيب الضوء تلك الحراشف، يرتد عبر مسارات تختلف قليلًا بعضها عن بعض. تتوافق بعض الموجات الخارجة فتقوى، بينما تضعف موجات أخرى أو تتشتت في اتجاهات لا تبلغ عينيك. وفي جناح المورفو، تكون الأطوال الموجية الزرقاء من أكثر الموجات التي يقويها هذا التداخل.

لماذا يتحرك الأزرق مع زاوية النظر؟

الحراشف تغطي الجناح، والنتوءات تعلو الحراشف، والطبقات الدقيقة موزعة داخل تلك النتوءات. حين يتغير موضع الفراشة أو الورقة أو الشمس، تتغير الزوايا التي يدخل منها الضوء ويخرج. ويحدث الأمر نفسه إذا بقيت الفراشة في مكانها وحركت رأسك أنت.

عند زاوية معينة قد يصلك وميض أزرق كهربائي ساطع، ثم يخبو أو ينزلق نحو العتمة مع تغير الموضع. الجناح نفسه لم يتبدل؛ الذي تبدل هو مقدار الضوء الأزرق الموجّه إليك والمسارات التي استطاعت بلوغ عينيك.

يسمى هذا اللون البنيوي. وتظهر آليات قريبة منه في فقاعات الصابون وريش الطاووس وبعض الخنافس وبعض ريش الطيور، مع اختلاف البنية الدقيقة من حالة إلى أخرى. كذلك لا تستخدم جميع الفراشات الزرقاء التركيب نفسه، وحتى أنواع المورفو تتفاوت في أثرها البصري تبعًا للنوع وزاوية المشاهدة.

يفسر ذلك المظهر المتقلب للأزرق أثناء الطيران. فاللون الناتج من صبغة يحافظ عادة على طابعه عند تدوير الجسم، أما زرقة المورفو فتظهر من التفاعل بين السطح والضوء والمراقب. ومع كل حركة للجناحين تتبدل هندسة الانعكاس، فتبدو الزرقة كأنها تشتعل ثم تنطفئ.

الحواف البنية تكشف الفرق

قد تقول إن الفراشة تبدو زرقاء بوضوح، فما جدوى الاعتراض على عبارة إنها «ليست زرقاء حقًا»؟ في الكلام اليومي، وصفها بالزرقاء صحيح. أما من ناحية الفيزياء، فالتمييز يشرح سبب تغير اللون: لو كانت الزرقة صبغة موزعة في السطح، لبقي طابعها متقاربًا عند النظر من زوايا كثيرة.

توضح مؤسسة سميثسونيان أن أجنحة المورفو مصبوغة بالبني ومغطاة بحراشف مجهرية ذات أخاديد دقيقة تشتت الضوء وتعكس الدرجات الزرقاء. ولهذا ترى حواف بنية داكنة وجوانب سفلية بنية لا تحمل الوميض نفسه الذي يظهر على الأجزاء العلوية الزاهية.

يبين البني أيضًا أن أجزاء الجناح لا تؤدي الوظيفة البصرية نفسها. فالأثر الأزرق القوي يعتمد على ترتيب الحراشف والنتوءات والطبقات في مناطق محددة، بينما تكشف المناطق البنية اللون الصبغي الموجود في الجناح من دون الانعكاس الأزرق الساطع.

اختبر الفكرة بتثبيت المشهد

تخيل أن الفراشة والورقة والشمس والمراقب قد ثبتوا تمامًا. سيظل اللون الذي تراه مرتبطًا بهذه الهندسة المحددة. فإذا تغيرت زاوية الرؤية ولو قليلًا، فلن تصل الأطوال الموجية إلى عينيك بالنسب والاتجاهات نفسها، وقد يشتد الأزرق أو يخفت.

يمكنك حمل هذا المعيار إلى أشياء أخرى من حولك: حين يومض لون أو يتبدل أو يبدو كأنه يظهر ويختفي مع الحركة أو زاوية الضوء، فابحث أولًا عن أثر البنية الفيزيائية قبل أن تنسبه إلى صبغة.