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La percezione dei colori ed il mistero del magenta.

L’arcobaleno è un fenomeno dovuto alla dispersione ottica della luce solare nelle gocce di pioggia. Il passaggio attraverso la pioggia porta la luce solare a separarsi nei diversi colori (lunghezze d’onda) che la compongono.

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Foto scattata da me. Arcobaleno sulle rocce dello Stone Circle di Avebury nel Wiltshire (UK).

Osservando l’arcobaleno, quindi, possiamo vedere lo spettro della luce visibile nella sua totalità: dal rosso al violetto, passando per arancione, giallo, verde, ciano e blu.

All’appello manca però il magenta, parente stretto del fucsia. Come mai questo colore non appare all’interno dello spettro della luce visibile?

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Il colore magenta

Questo caso particolare, solo apparentemente misterioso, viene spiegato ottimamente dal divulgatore scientifico inglese Steve Mould in un video pubblicato sul canale della Royal Institution:

Proviamo a seguire il suo ragionamento partendo dal meccanismo fisiologico alla base della percezione dei colori.

Nell’occhio umano la percezione dei colori è affidata ad un particolare tipo di cellule sensoriali della retina chiamate coni (o cellule a cono).

Il nome “cono” deriva banalmente dalla forma del corpo cellulare di questi fotorecettori.

I coni vengono classificati in tre gruppi differenti a seconda del tipo di luce in grado di attivarli. All’interno della retina umana si trovano quindi:

– I coni rossi

– I coni verdi

– I coni blu

Rappresentazione grafica di una cellula a cono. Fonte: Wikipedia

La luce rossa, quindi, attiverà i coni rossi che invieranno un segnale al cervello il quale vi farà percepire il colore rosso. Lo stesso discorso varrà ovviamente per la luce blu, la luce verde ed i rispettivi coni.

Ma se esistono solo tre tipi di coni come mai siamo in grado di percepire tutti gli altri colori dello spettro?

Per rispondere a questa domanda bisogna prima di tutto considerare il fatto che ciascun tipo di cono è si sensibile ad una particolare lunghezza d’onda ma esiste un certo agio che definisce il range di attivazione del cono stesso. Una lunghezza d’onda che cada all’interno di questo range  è in grado di attivare (anche parzialmente) il meccanismo di percezione luminosa. I coni rossi, ad esempio, hanno un picco d’attivazione intorno ai 570nm, ma le lunghezze d’onda prossime a questo valore sono comunque in grado di stimolare un’attivazione parziale delle cellule a cono.

Come i coni rossi anche i loro fratelli blu e verdi vengono attivati da lunghezze d’onda che cadono all’interno di un particolare range d’attivazione. Questo fenomemo implica che i range di attivazione dei coni tendono a sovrapporsi l’uno con l’altro come si evince facilmente da questa immagine:

I range d’attivazione dei coni tendono a sovrapporsi tra di loro.

Diamo ora un’occhiata allo spettro della luce visibile. Prendendo in considerazione il giallo, ad esempio, si può notare come la lunghezza d’onda corrispondente a questo colore cada a metà strada tra il rosso ed il verde.

Il colore giallo cade tra il verde e il rosso

Come abbiamo visto nel grafico dei range d’attivazione una lunghezza d’onda che cade a metà strada tra il rosso ed il verde è in grado di attivare sia i coni rossi che i coni verdi. Questa sovrapposizione, data dall’attivazione simultanea di due tipi di coni, è cruciale ed è alla base della percezione del colore giallo. L’elaborazione dell’informazione è affidata al cervello il quale, ricevendo informazioni sensoriali sia dai coni verdi che dai coni rosi, capisce che sta guardando qualcosa di giallo.

La percezione di diversi colori, quindi, è dovuta all’attivazione simultanea di diversi tipi di coni. Il turchese, ad esempio, ha una lunghezza d’onda (480nm) che cade tra il verde ed il blu. L’attivazione contemporanea di coni blu e coni verdi data dalla luce tuchese si combina nel cervello dando come risultato la percezione del turchese (o ciano).

L’attivazione simultanea di tutti i tre tipi di coni, invece, da il bianco mentre la non attivazione dei tre tipi di coni (assenza di luce) da il nero.

Il nostro cervello, quindi, può percepire tutti i colori dello spettro solo indirettamente, come diverse combinazioni di attivazioni di tre tipi di coni. Questo implica, tra l’altro, che il cervello può venire facilmente ingannato: sovrapponendo una luce rossa (tra 630 e 760nm) ed una luce verde (tra 490 e 570nm), infatti, si possono attivare i coni rossi ed i coni verdi dando così la percezione del giallo anche in totale assenza di luce gialla (tra 565 e 590nm). Questo fenomeno viene sfruttato tra l’altro nella fabbricazione degli schermi televisivi:

Applicazione pratica delI’attivazione combinata dei tre tipi di coni. Gli schermi televisivi sono composti solamente da pixel rossi, verdi e blu i quali, combinandosi tra loro, inducono la percezione di colori le cui lunghezze d’onda non sono effettivamente emesse dallo schermo.

Ma, come detto al’inizio di questo post, il magenta rappresenta un caso particolare in quanto non si trova all’interno spettro del visibile, ovvero non corrisponde a nessuna singola lunghezza d’onda effettivamente presente nella luce bianca.

Quindi, dove si trova il magenta?

A livello dei coni della retina il magenta viene percepito quando si ha l’attivazione contemporanea dei coni blu e dei coni rossi posti ai due estremi dello spettro del visibile.

Seguendo la logica usata per il giallo ed il turchese, il colore percepito da questa doppia attivazione dovrebbe cadere a metà strada tra il blu ed il rosso. Ma a metà strada tra blu e rosso c’è il verde il quale ha un gruppo di coni dedicato e che, in questo caso, sono tutti inattivi.

È il cervello a risolvere questo problema: il nostro sistema di elaborazione dei dati sensoriali aggira questa mancanza inventandosi un colore: il magenta.

Il magenta, quindi, non è presente all’interno dello spettro del visibile semplicemente perché “non esiste” o, più precisamente, esiste solo nella nostra interpretazione visiva della luce e non corrisponde a nessuna singola lunghezza d’onda effettiva.

Approfondire questo argomento per il blog mi ha entusiasmato ed affascinato, ma devo confessarvi che da maschio medio la mia capacità di discriminazione dei colori (e di dare loro un nome) viene ben riassunta da questa immagine (seriamente…. esiste una qualche differenza tra color prugna e color melanzana?):

La percezione dei colori. Donne Vs Uomini.

Per approfondire questo argomento vi consiglio di guardare il video allegato a questo post e vi invito a visitare il BLOG di Steve Mould nonché a consultare il suo CANALE su YouTube.

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Nessuna razza: il colore della pelle e la vitamina D

Inserito il

Sono veramente troppi gli episodi di intolleranza a cui dobbiamo assistere quotidianamente: dai barbari insulti al ministro Kyenge da parte di esponenti politici e non, ai cori contro atleti di colore come Balotelli, al razzismo di tutti i giorni che piaga le nostre comunità portandole verso la paura del diverso.

Personalmente considero qualsiasi forma di discriminazione un attentato al concetto stesso di Civiltà e trovo vergognoso che dopo millenni di evoluzione culturale possano ancora esistere uomini che reputano le proprie caratteristiche genetico-comportamentali superiori rispetto a quelle di altre persone.

Il concetto di razza sa di stantìo e le semplici differenze di pigmentazione cutanea non possono essere usate come discriminante razziale in nessun contesto.

Ma perché alcuni uomini sono bianchi ed altri sono neri?

Le risposte a questa domanda sono spesso fantasiose se non offensive, basti pensare a dottrine come il Mormonismo che vede la pelle scura come un marchio del peccato e una maledizione divina.

Senza scomodare nessun essere trascendente, le ragioni delle differenti colorazioni della cute umana hanno semplici basi genetiche ed evolutive. La risposta risiede, ancora una volta, in una molecola: la vitamina D.

Le vitamine sono molecole necessarie alla nostra sopravvivenza ma che il nostro organismo non è in grado di produrre in modo autonomo e che vanno quindi assunte quotidianamente tramite l’alimentazione.

Ciascuna vitamina svolge compiti essenziali all’interno del nostro organismo ed il gruppo delle vitamine D in particolare promuove l’assorbimento di calcio e fosforo, nonché il processo di mineralizzazione delle ossa. Una carenza di vitamina D porta a gravi malattie scheletriche come il rachitismo.

La vitamina D deve essere assorbita tramite il cibo. Negli ultimi diecimila anni in Europa lo sviluppo dell’agricoltura ha promosso i cerali ad alimento primario della dieta dell’uomo. I cereali però, a differenza di carne e pesce, non contengono la vitamina D ma solo un suo precursore, il quale può diventare vitamina D a livello della pelle grazie all’assorbimento dei raggi UV del sole.

Si può quindi vivere mangiando cereali a patto di assorbire abbastanza raggi ultravioletti dal sole, in modo da garantire la conversione del precursone in vitamina D finale. Un’eccessiva quantità di raggi UV, però, è pericolosa e può facilmente arrecare gravi danni alla cute (es. melanoma).

Il gioco si basa quindi sul bilanciamento tra questi due fattori. Da un lato una pelle scura garantisce una buona schermatura dai raggi ultravioletti ma limita la conversione del precursore in vitamina D; dall’altro una pelle chiara garantisce il corretto metabolismo della vitamina D ma espone maggiormente ai danni causati dai raggi UV.

In sintesi, una pelle scura è vantaggiosa nelle regioni tropicali, dove è importante proteggersi dal forte sole, a patto di introdurre abbastanza vitamina D da carne e pesce. Una pelle chiara, invece, è vantaggiosa nelle regioni nordiche, dove il sole scarseggia e, volendo continuare ad utilizzare i prodotti dell’agricoltura, è necessario assorbire la maggior quantità possibile dei pochi raggi UV messi a disposizione dalla latitudine elevata.

Questa è una delle ragioni per le quali la specie umana ha sviluppato un’ampia varietà di pigmentazioni cutanee.

La selezione naturale favorisce i caratteri più adatti ad affrontare le sfide dell’ambiente in cui ci si trova. Non è una questione di superiorità e inferiorità, ma di semplice adattamento.

[le idee esposte in questo post si possono trovare nel libro “Chi siamo, storia della diversità umana” di Luca e Francesco Cavalli-Sforza per Mondadori]

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