Some plant, animal, or mineral bears almost every hue imaginable.

あなたが目にする色は全て 自然界に存在します

But which of these colors are you least likely to see in the natural world?

動物・植物・鉱物など 様々な色を帯びていますが

There are two factors that drive the rarity of color in nature:

自然界の色の中で 最も希少性が高いのは何色でしょう？

physics and evolution.

色の希少性は ２つの要素の影響を受けて生まれます

Let's start with physics.

物理と進化です

Colors are generated when wavelengths of light interact with objects,

まず 色の説明から 始めましょう

and most of the colors you've seen outside a screen

「色」は 光の波長が 物体と相互作用することで発生します

were produced in one of two ways.

モニター画面以外で 目にしたことがある色の多くは

In absorption-based colors,

次の２つのうちの どちらかのプロセスで発生します

certain wavelengths are absorbed by an object, while others are not.

１つは 光の吸収に起因するプロセスです

The result is a matte final color generated by these leftover light waves.

ある光の波長は物体に吸収される一方で 吸収されない波長もあり

Most naturally occurring colors fall into this category,

最終的に それ以外の残りの波長が 光沢のない色を発生させます

including those of many fruits and flowers.

果物や花など

Plants are full of compounds called pigments that absorb light waves

自然界に存在する色のほとんどが このプロセスによって色を持ちます

as part of photosynthesis,

植物は「色素」という化合物を 多く含んでいて

the process by which they convert sunlight into energy.

太陽の光をエネルギーに変換する 光合成の際に

While different plants have evolved different pigments

光の波長を吸収します

that result in different colors,

この色素は 植物ごとに 異なる進化過程で作られ

higher energy wavelengths are more easily absorbed than lower energy ones.

発生させる色に 影響を与えています

And blue light has some of the highest energy wavelengths

エネルギーの弱い波長は吸収されやすく 強い波長は吸収されにくい特徴があります

in the visible spectrum.

可視光の中で 最もエネルギーの高い色は「青」です

Numerous pigments have evolved to absorb blue light,

多くの青い光を吸収する色素が 進化の結果生まれました

including chlorophyll, which absorbs blue and red wavelengths

例えば 自然界の象徴色「緑」を 作り出すクロロフィルは

to produce nature's trademark green.

青と赤の波長を吸収します

However, green light is still fairly energetic,

緑の光も かなりエネルギーが高く

and the most common class of pigments evolved to absorb these wavelengths

一般的な色素は 緑の波長も吸収するよう 進化してきました

as well.

1,100以上の種類を持つ カロテノイドという色素は

There are over 1,100 types of carotenoids,

エネルギーの高い青と緑の光を吸収し

pigments which absorb high energy blue and green light,

エネルギーの低い赤と黄を残す色素です

while leaving behind the lower energy red and yellow light.

カロテノイドは ほとんどの緑色植物に含まれています

While carotenoids are present in most green plants,

秋になると 冬に備えるエネルギー節約のため クロロフィルが分解され

they only become visible each fall when chlorophyll gets broken down

その時 カルテノイドが 目立ち始めます

to save energy for the winter.

カロテノイドは 単独でも集結していても

But whether they're working alone or side by side,

ほぼすべての植物において 青の光を吸収します

these pigments absorb blue light in virtually all plants.

青く見える果物や花にも

Even fruits and flowers that appear blue

赤や紫の色素がありますが

actually have pigments that are red or purple,

特定の化学的条件でだけ 本当に青くなります

and only truly turn blue under specific chemical conditions.

そうなると 自然界で最も希少な色は「青」？

So, is blue the rarest color in nature?

いいえ まだ続きがありますね

Not quite.

もう１つのプロセスです

Absorption is just one of the two main ways light generates color.

もう１つのプロセスでは ある波長が散乱して増幅し

In the second method, some wavelengths are scattered and amplified—

他の波長を圧倒して 色を発生させます

overpowering the others to determine an object's final color.

このプロセスで誕生する「構造色」は

These structural colors occur

私たちの身の回りに 可視光線と干渉するナノ構造を持った

because some objects around us are made of microscopic particles

微小な粒子でできている物質が 存在することにより誕生します

which can form nanostructures that interfere with visible light.

例えば この鳥の羽には 青い色素は含まれていません

For example, this feather has no blue pigments in it.

しかし 羽に光が当たると

But when light strikes it, the electrons within its nanostructure

羽のナノ構造内の電子が 光と同じ周波数で振動し始め

vibrate at the same frequency as the weight.

粒子は新たに 同じ周波数の波を放ち

This makes the particles send out a new wave with the same frequency,

青の光を増幅して散乱させるという 連鎖反応を起こします

starting a chain reaction that amplifies and scatters blue light.

ナノ構造体は さまざまな形や大きさの 波長を散乱させますが

Nanostructures of various shapes and sizes scatter different wavelengths,

一般的に 高エネルギーの波長を散乱しやすいため

but they typically scatter high-energy wavelengths most easily—

構造色としては 青が最も頻繁に観察されます

making blue the most common structural color.

一方 赤のような低エネルギー波長は 弱く散乱されるだけですので

Meanwhile, low-energy wavelengths like red are only weakly scattered.

赤を強く散乱するナノ構造が

Even when something evolves specific nanostructures

進化により作り出されても

that strongly scatter red light

その粒子は他の波長と共鳴してしまい

they still resonate with other wavelengths,

照明や見る角度に頼らなければ 赤に見えません

only appearing red at some angles of illumination and observation.

つまり 自然界で 最も希少な色に挙げられるのは

This gives us two contenders for nature's rarest color:

吸収に起因する「光沢のない青」と 構造に起因する「玉虫色の中の赤」です

absorption-based matte blues and structural iridescent reds.

２つのうちでは 構造色の赤の方がはるかに希少です

Between these two, structural reds are much rarer.

赤の光を散乱させる動物や岩石は ほんの僅かしか存在せず

Only a handful of animals and rocks scatter red light

さらに 赤の光だけを 散乱させるものはありません

and none of them scatter red light exclusively.

ただ 赤と青は 吸収に起因する色としては ありふれていて

But since red and blue are rare in one way and common in another,

よく目にするのです

we actually end up seeing both colors quite often.

では ２つのプロセス両方において 最も希少な色は 何色でしょうか？

So what color is least likely to be generated

答えは「菫色（violet）」です

in structural and absorption-based forms?

「紫(purple)」とは違います 紫は赤と青を混ぜるだけでできます

The answer is violet.

菫色は 可視光線スペクトルの ごく狭い範囲の色であり

Not to be confused with purple, which is just a combination of red and blue light,

菫色の光だけを散乱できるナノ構造体は

violet occupies a small portion of the visible light spectrum.

ごくわずかしか存在しません

There are only a few nanostructures precise enough

さらに菫色は 青よりも もっとエネルギーが高く

to exclusively scatter violet light.

色素に吸収されやすいのです

And violet wavelengths are even more energetic than blue ones,

もし オオムラサキのはねが 菫色に輝いているのを見つけたら

making them likely to be absorbed by pigment.

それは自然界で 最も珍しい色の一つです

So if you ever stumble onto the iridescent violet wings

ぜひ 足を止めて その色を愛でて下さい

of a purple emperor butterfly,

take a second to appreciate one of nature's rarest spectacles.