miércoles, 17 de agosto de 2022

COLOR Y LABORATORIO. Introducción

 


Cromosomas metafásicos de linfocitos tras dos ciclos de replicación in vitro (Fotografía del autor)

 

            

    No es infrecuente que uno sea ciego a lo que tiene más cerca. Llevo casi cincuenta años viendo colores en el laboratorio en que trabajo (más antes que ahora, por los avances tecnológicos que nos los evitan en aras a facilitar las cosas). Colores de reacciones químicas de identificación / cuantificación de componentes bioquímicos y colores de células teñidas formaron durante todo ese tiempo parte de una rutina cotidiana en mi vida. 


    Sabemos en general qué es el color, que con ese término expresamos una sensación subjetiva asociada a la reacción neurológica que se da en nuestro lóbulo occipital cuando la retina es iluminada por longitudes de onda del espectro óptico, una fracción casi minúscula del espectro electromagnético. 

    

    El color es para nosotros esencialmente eso, una sensación. Algo tan subjetivo sustenta el célebre problema de los “qualia”: nadie puede saber propiamente qué quiere decir exactamente otra persona cuando indica que algo es rojo o verde, aunque se dé cierto acuerdo general sobre significados. 

    

    Hay patologías en la visión de colores, como el daltonismo. Y sabemos que hay animales que ven otros colores que ni sabríamos nombrar, porque se dan en regiones del espectro ultravioleta. El caso es que el problema de los qualia es, para muchos, como Chalmers, el problema de la consciencia en sentido fuerte, algo que podría ser un enigma irreductible en términos neurobiológicos, algo análogo a lo que fue el electromagnetismo para un esquema puramente newtoniano.


    El color nos dice mucho de todo, incluyendo del mismísimo universo. La última gran proeza tecnológica, el telescopio James Webb, es sensible al infrarrojo, esa luz que llenó el espacio en tiempos muy antiguos, lo que nos permitirá una mejor comprensión de la evolución cósmica. La longitud de onda emitida desde el Big Bang se ha ido alargando a medida que el Universo se expandía y enfriaba, llenándose ahora todo él de microondas. Fluctuaciones en ese fondo, detectadas por el satélite COBE impulsaron a George Smoot a referirse a la huella dactilar divina. Más recientemente, la sonda WMAP ha permitido afinar el conocimiento de esas fluctuaciones cuánticas y su implicación en el origen de las galaxias.


    La luz que nos llega del sol es rica en fotones de baja entropía que han permitido la fotosíntesis y la evolución de las distintas formas de vida, incluyendo las que han dado lugar a combustibles fósiles. Fotones diferentes, que actúan como partículas y como ondas que se reflejan, refractan y difractan en fronteras entre distintos medios, algo que mostró de un modo tan elegante Newton, descomponiendo y recomponiendo con prismas la luz blanca como mezcla de colores. Prismas, redes de difracción, efecto láser… permiten obtener luz de lo que nos parece un color único, como si fuera puramente monocromática, sin colores interferentes añadidos. Colores de absorción y colores de emisión nos muestran un mundo policromado. La difracción de la luz solar por la atmósfera da cuenta del bellísimo azul del cielo, de su reflejo en el mar, y de su enrojecimiento al atardecer. Por analogía, haciendo incidir rayos X en cristales de macromoléculas, puede establecerse un patrón de difracción, cuya “recomposición” por síntesis de Fourier nos revelará la estructura de proteínas o de ácidos nucleicos. Watson obtuvo su premio Nobel con Crick gracias al uso de las imágenes de difracción de ADN obtenidas por Rosalind Franklin.


    Color que emociona al verlo, al ser percibido en obras literarias, color poético, color que revela un status, color que anima o entristece, color láser que cura, color ritual, color litúrgico, color artístico, falso color para traducir longitudes de onda que no impresionarían a nuestra retina … Mucho antes que la escritura, los colores naturales sirvieron para la expresión humana en cuevas. El color, aliado de la industria lítica, permite la construcción de la Prehistoria, hasta la llegada de la escritura, a la que tanto adornó en los bellos códices elaborados por monjes, aunque no todos supieran leer.


    Calentamos a las brasas carbón o madera y vemos como enrojece; encendemos butano y aparecerá una luz azul. Si llevamos una solución conteniendo una sal de sodio a una llama, su luz adquirirá un tono amarillo, y observaremos un verde precioso si, en vez de sodio, es cobre. Algo tan simple experimentalmente como obtener color calentando un cuerpo dio lugar al célebre problema de la radiación del “cuerpo negro” (puede ser una aleación de fósforo y níquel); al calentarlo, emite luz de diferentes colores cuyo pico de frecuencia varía con la temperatura, pero lo hace de forma extraña. Se requirió el talento de Max Planck para explicar las gráficas que se obtenían para la relación entre ambas variables. La solución al extraño comportamiento que evitaba lo que se vino en llamar “catástrofe ultravioleta”, requirió entender la luz de otro modo, concibiendo que, de modo análogo a la materia, la energía tenía un carácter discreto, llamándosele a los osciladores básicos propuestos por el clásico Planck, a las unidades de eso que se transfería, “quanta”. Podría decirse que fue la observación de la rareza de la emisión del color lo que dio lugar a algo profundamente extraño, la mecánica cuántica, algo que, según dijo Feynman, nadie entiende, pero que permitió concebir el mundo de un modo mucho más completo y bellísimo, y cuyas aplicaciones son ya de uso casero.


    Hablamos de lo cromático no sólo para referirnos al color como tal. Hacemos uso de la raíz griega, Xρώμα, para dotar de color tanto a lo que lo posee, como la cromosfera solar, como a lo que no lo tiene propiamente, pero sobre lo que no podríamos hablar de otro modo. El término “cromatografía” provino de un método de separación física de componentes coloreados, pero se usa ampliamente sin que haya color alguno ya en lo que se separa por técnicas de separación física que han partido de esa base y la han mejorado (HPLC, por ejemplo). Se habla de escala cromática musical, imaginando color en la percepción sonora, y el gran físico Gell-Mann postuló que, además de la masa, carga eléctrica o spin de una partícula elemental, otra propiedad permitía poner orden en la amplia variedad de partículas obtenidas en experiencias de colisión en grandes aceleradores. A esa propiedad le llamó color (obviamente no visible ni medible como tal) y jugando con ella, e influido por el óctuple sendero budista, puso orden en el mundo de partículas mediante la cromodinámica cuántica. Los quarks y gluones son términos ya familiares. 


    La misma raíz sirvió para nombrar algo biológicamente esencial, antes de conocer su importancia; se trataba de los cromosomas, de esos cuerpos coloreados (no intrínsecamente, sino mediante tinciones) que albergan nada menos que el ADN. En 1888 recibieron ese nombre por parte de Wilhelm von Waldeyer.


    El excurso que abro aquí dentro del blog no es absolutamente ajeno a las demás áreas en él contenidas, pues el color está relacionado con la ciencia, con la medicina y también con la perspectiva espiritual del mundo, que no puede dejar de ser estética. Se construirá sin ánimo sistemático alguno, sólo como vaya fluyendo. 

            

10 comentarios:

  1. Muy interesante. Un día me lo comentaste. Esperamos con impaciencia la continuación. Forte aperta.

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  2. Muchas gracias, querido Fidel. Viniendo de un maestro en el uso del color en el Arte, es todo un halago.
    Un abrazo

    Javier

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  3. Muy interesante. Contiene información que yo desconocía. Enhorabuena, Javier!

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  4. Toda la multiplicidad de significados, miradas -nunca mejor dicho- y percepciones se cruzan en esta reflexión multidisciplinar sobre el color. Enriquecida publicación, Javier.

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  5. Querido Javier: como acostumbro a decirte, la versatilidad de tus saberes son para mí una fuente de inspiración, y por supuesto de aprendizaje. Confieso que las ciencias físico-matemáticas siempre me han resultado fascinantes, y al mismo tiempo alguna clase de síntoma o inhibición me ha impedido comprenderlas con un mínimo de profundidad. Todo el proceso óptico que explicas, de manera sucinta y a la vez tan rigurosa, no puede menos que despertar el asombro ante la perfección de la naturaleza. Eso me aproxima a nuestras conversaciones sobre la creación. En esta ocasión, tus observaciones sobre el color me llevan a algo que siempre me ha resultado incomprensible: la naturaleza hace gala de un diseño y una excelencia estética que a los profanos nos es muy difícil de entender. El mal gusto parece ser un rasgo de lo humano. Por supuesto, ha convivido con la extrema belleza. En cambio en el reino animal, desde los elementos microscópicos hasta la majestuosidad de los grandes mamíferos, el color nunca desentona con los cánones que los grandes pintores nos han legado. ¿O acaso la naturaleza no hace más que imitarlos?
    Un abrazo,
    Gustavo Dessal

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    1. Querido Gustavo,
      Muchas gracias por tu comentario, adornado por la humildad que, aunque injustificada desde mi punto de vista, dado tu vasto saber, te caracteriza.
      Como bien dices, la naturaleza hace gala de "una excelencia estética". Evocas el reino animal, pero el vegetal no se queda corto, con toda la variedad de simetrías, asimetrías, colores y tonos de hierbas, musgos, líquenes, flores... Y el propio reino mineral ha contribuido poderosamente a completar la paleta natural. A la vez, los colores como tales, como pigmentos, han sido complementados por colores que resultan del juego de luces de difracción e interferencias desligados de la presencia de pigmentos.
      En la Naturaleza, a todas las escalas de contemplación, se da una exuberancia de belleza que resulta incomprensible y que hace vibrar al alma que la contempla.
      Un abrazo
      Javier

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  6. Santiago Carrillo Gijón19 ago 2022, 20:26:00

    Amigo Javier:
    La lectura de tu exhaustiva demostración sobre la gran influencia del color en el desarrollo científico, me ha recordado a un hombre de ciencia sin percepción del color, se trata del noruego Knut Nordby, fisiólogo investigador en la Universidad de Oslo en la década de 1990, padecía la enfermedad Acromatopsia congénita completa (forma muy grave dentro de todas las discromatopsias), pues no solo no perciben ningún color, sino que su agudeza visual está muy reducida y tienen una hipersensibilidad dolorosa a la luz, es hereditaria, extremadamente rara y sin tratamiento actual.
    Tal vez por su caracter congénito, en el privilegiado cerebro de este investigador, no existía el mas mínimo atisbo consciente de tener alguna discapacidad.
    Junto al neurologo-escritor norteamericano Oliver Sacks realizó un viaje a la diminuta isla de Pingelap en la Micronesia (Oceano Pacifico) donde el 10% de la población población sufría esta enfermedad, debido a que en el siglo 19 un Tsunami asoló la isla, quedando solo algunas familias de supervivientes, la gran consanguinidad de los descendientes y su aislamiento determinó la altísima incidencia de esta patología.
    La alegria de Knut Nordby ante el encuentro con tantas personas semejantes, a las que ayudó con sus inventos y consejos, las risas entre ellos por sus comentarios sobre la belleza, orden y significado del mundo construido con que poseían, esta descrito de forma muy amena por Oliver Sacks en su libro "La isla de los ciegos al color".
    En resumen un ejemplo realmente excepcional, de la extraordinaria capacidad del cerebro humano, capaz de alcanzar un desarrollo intelectual notable, realizar actividad científica de investigador y disfrutar de los múltiples deleites de la vida, todo ello sin el concurso del color.
    Un abrazo
    Santiago

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    1. Querido Santiago,

      Agradezco mucho esta aportación tuya en la que destaco dos cosas. Una es tu conclusión: el cerebro humano es extraordinario, como lo muestra tu relato. A quienes podemos ver en color, nos resulta inimaginable la perspectiva de un hombre como Nordby (desconocido hasta ahora para mí).
      Otra es tu alusión a Oliver Sacks, a quien leí y a quien le había dedicado algún “post”, pero de quien desconocía ese libro que citas y con el que me haré en cuanto pueda. Sin duda, una personalidad dotada con un saber clínico extraordinario, como Sacks, debió ser una excelente compañía para Nordby.
      Si algo bueno tiene este blog, reside en la fortuna de suscitar comentarios como éste tuyo, precioso, que invitan a reflexionar al ampliarnos el ámbito de nuestra mirada, no sólo visual, algo que en este caso supone tratar de confrontarnos con personas que, a pesar de sus carencias visuales, saben percibir la belleza del mundo y comunicarla a otros.
      Quienes te conocemos y gozamos de tu auxilio médico somos también afortunados precisamente por tu sabia mirada, esa que observa la base de la nuestra (“fondo de ojo” es, parece, un término de feliz hallazgo), facilitándonos conservar o mejorar un don tan maravilloso como la visión. Y mayor fortuna aún reside en gozar además del privilegio de tu amistad.
      Un abrazo,
      
Javier

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