Pourquoi la couleur bleue est-elle si rare dans la nature ?

Lorsque vous regardez le ciel bleu au-dessus de votre tête ou que vous contemplez l’étendue apparemment sans fin d’un océan bleu, vous pourriez penser que la couleur bleue est courante dans la nature.

Mais parmi toutes les teintes trouvées dans les roches, les plantes et les fleurs, ou dans la fourrure, les plumes, les écailles et la peau des animaux, le bleu est étonnamment rare.

Mais pourquoi la couleur bleue est-elle si rare ? La réponse découle de la chimie et de la physique de la production des couleurs – et de la façon dont nous les voyons.

Nous sommes capables de voir les couleurs car chacun de nos yeux contient entre 6 et 7 millions de cellules sensibles à la lumière appelées cônes. Il existe trois types de cônes différents dans l’œil d’une personne ayant une vision normale des couleurs, et chaque type de cône est le plus sensible à une longueur d’onde de lumière particulière : rouge, vert ou bleu. Les informations provenant de millions de cônes atteignent notre cerveau sous forme de signaux électriques qui communiquent tous les types de lumière réfléchis par ce que nous voyons, qui sont ensuite interprétés comme différentes nuances de couleur.

Lorsque nous regardons un objet coloré, comme un saphir étincelant ou une fleur d’hortensia vibrante, « l’objet absorbe une partie de la lumière blanche qui tombe sur lui ; parce qu’il absorbe une partie de la lumière, le reste de la lumière réfléchie a une couleur », a déclaré à Live Science l’écrivain scientifique Kai Kupferschmidt, auteur de « Blue: In Search of Nature’s Rarest Color  » (The Experiment, 2021).

« Quand vous voyez une fleur bleue – par exemple, un bleuet – vous voyez le bleuet bleu parce qu’il absorbe la partie rouge du spectre », a déclaré Kupferschmidt. Ou pour le dire autrement, la fleur apparaît bleue parce que cette couleur est la partie du spectre que la fleur a rejetée, a écrit Kupferschmidt dans son livre, qui explore la science et la nature de cette teinte populaire.

Dans le spectre visible, le rouge a de longues longueurs d’onde, ce qui signifie qu’il est très peu énergétique par rapport aux autres couleurs. Pour qu’une fleur apparaisse bleue, « elle doit être capable de produire une molécule capable d’absorber de très petites quantités d’énergie », afin d’absorber la partie rouge du spectre, a déclaré Kupferschmidt.

La génération de telles molécules – qui sont grandes et complexes – est difficile pour les plantes, c’est pourquoi les fleurs bleues sont produites par moins de 10% des près de 300 000 espèces de plantes à fleurs dans le monde. Adrian Dyer, professeur agrégé et scientifique de la vision au Royal Melbourne Institute of Technology de Melbourne, en Australie, a déclaré à l’Australian Broadcasting Company en 2016.

Quant aux minéraux, leurs structures cristallines interagissent avec les ions (atomes ou molécules chargés) pour déterminer quelles parties du spectre sont absorbées et lesquelles sont réfléchies. Le lapis-lazuli minéral, qui est extrait principalement en Afghanistan et produit le rare pigment bleu outremer, contient des ions trisulfure – trois atomes de soufre liés ensemble à l’intérieur d’un réseau cristallin – qui peuvent libérer ou lier un seul électron.

« Cette différence d’énergie est ce qui fait le bleu », a déclaré Kupferschmidt.

Les couleurs des animaux bleus ne proviennent pas de pigments chimiques. Au contraire, ils s’appuient sur la physique pour créer une apparence bleue. Papillons à ailes bleues dans le Morpho ont des nanostructures complexes en couches sur leurs écailles d’ailes qui manipulent des couches de lumière de sorte que certaines couleurs s’annulent et que seul le bleu est réfléchi ; un effet similaire se produit dans les structures trouvées dans les plumes des geais bleus (Cyanocitta cristata), les écailles des tangs bleus (Paracanthurus hepatus) et les anneaux clignotants des pieuvres venimeuses aux anneaux bleus (Hapalochlaena maculosa).

Les nuances de bleu chez les mammifères sont encore plus rares que chez les oiseaux, les poissons, les reptiles et les insectes. Certaines baleines et dauphins ont la peau bleutée; primates tels que les singes dorés au nez retroussé (Rhinopithecus roxellana) ont des visages à la peau bleue ; et mandrills (Mandrillus sphinx) ont des faces bleues et des extrémités arrière bleues. Mais la fourrure – un trait partagé par la plupart des mammifères terrestres – n’est jamais naturellement bleu vif (du moins, pas à la lumière visible. Des chercheurs ont récemment découvert que la fourrure d’ornithorynque brille dans des tons vifs de bleu et de vert lorsqu’elle est exposée aux rayons ultraviolets (UV), Live Science Signalé précédemment).

« Mais il faut beaucoup de travail pour faire ce bleu, et donc l’autre question devient : quelles sont les raisons évolutives pour faire du bleu ? Quelle est l’incitation ? » dit Kupferschmidt. « Ce qui est fascinant quand on plonge dans ces mondes animaliers, c’est toujours, qui est le destinataire de ce message et peut-il voir le bleu ? »

Par exemple, alors que les humains ont trois types de récepteurs sensibles à la lumière dans nos yeux, les oiseaux ont un quatrième type de récepteur pour détecter la lumière UV. Les plumes qui apparaissent bleues aux yeux humains « reflètent en fait encore plus de lumière UV que la lumière bleue », a expliqué Kupferschmidt. Par ce raisonnement, les oiseaux que nous appelons mésanges bleues (Cyanistes caeruleus) « s’appelleraient probablement ‘seins UV’, parce que c’est ce qu’ils verraient le plus souvent », a-t-il déclaré.

En raison de la rareté du bleu dans la nature, le mot bleu est arrivé relativement tard dans les langues du monde entier, apparaissant après les mots noir, blanc, rouge et jaune, selon Kupferschmidt.

« Une théorie à ce sujet est que vous n’avez vraiment besoin de nommer une couleur qu’une fois que vous pouvez teindre des choses – une fois que vous pouvez séparer la couleur de son objet. Sinon, vous n’avez pas vraiment besoin du nom de la couleur », a-t-il expliqué. « Teindre des choses en bleu ou trouver un pigment bleu est arrivé très tard dans la plupart des cultures, et vous pouvez le voir dans la linguistique. »

La première utilisation du colorant bleu remonte à environ 6 000 ans au Pérou, et les anciens Égyptiens ont combiné la silice, l’oxyde de calcium et l’oxyde de cuivre pour créer un pigment bleu durable connu sous le nom d’irtyu pour décorer les statues, ont rapporté des chercheurs le 15 janvier dans le journal. Frontières en phytologie. L’outremer, un pigment bleu vif issu du lapis-lazuli, était aussi précieux que l’or dans l’Europe médiévale et était principalement réservé à l’illustration de manuscrits enluminés.

La rareté du bleu signifiait que les gens le considéraient comme une couleur de haut niveau pendant des milliers d’années. Le bleu a longtemps été associé à la divinité hindoue Krishna et à la Vierge Marie chrétienne, et les artistes qui ont été inspirés par le bleu dans la nature incluent Michel-Ange, Gauguin, Picasso et Van Gogh, selon l’étude Frontiers in Plant Science.

« La relative rareté du bleu disponible dans les pigments naturels a probablement alimenté notre fascination », ont écrit les scientifiques.

Le bleu colore également nos expressions, apparaissant dans des dizaines d’idiomes anglais : vous pouvez travailler un travail de col bleu, jurer une séquence bleue, sombrer dans un funk bleu ou parler jusqu’à ce que vous soyez bleu au visage, pour n’en nommer que quelques-uns. Et le bleu peut parfois signifier des choses contradictoires selon l’idiome : «  » Ciel bleu devant  » signifie un avenir radieux, mais  » se sentir bleu « , c’est être triste « , a déclaré Kupferschmidt.

La rareté du bleu dans la nature a peut-être contribué à façonner notre perception de la couleur et des choses qui apparaissent bleues. « Avec le bleu, c’est comme une toile entière sur laquelle vous pouvez toujours peindre », a déclaré Kupferschmidt. « Peut-être parce que c’est rare dans la nature et peut-être parce que nous l’associons à des choses que nous ne pouvons pas vraiment toucher, comme le ciel et la mer, c’est quelque chose qui est très ouvert à différentes associations. »