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相比于人类的黑、白、黄三种肤色,昆虫的体色却是色彩斑斓、艳丽夺目,甚至还能呈现变幻莫测的金属色泽。那么,你可曾深深地疑惑,为何昆虫能拥有如此丰富多样的色彩,这些色彩又是怎样形成的呢?
+ 色 素 色 +
自然界中动物和植物大都使用色素来产生颜色。例如,植物的叶子看起来是绿色的,是因为叶绿素分子吸收了光谱中红色和蓝色部分所有波长的光,反射出我们能看到的绿色和黄色。
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而在动物中,最常见的色素是黑色素,它产生了我们头发的颜色,并在真菌中产生棕色,鸟羽则产生深色。
还有一种称为类胡萝卜素的常见色素,这种色素仅由植物生产。但是许多动物在饮食中摄入类胡萝卜素,并用它为组织着色。比如色彩独特的火烈鸟,它们羽毛的粉红色就是由食物——蓝绿藻、硅藻以及小型甲壳动物中的类胡萝卜素产生的。
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火烈鸟
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每个鳞片都由一个表皮细胞产生,有自己独特的颜色(或透明),鳞片由于含有不同色素而显现出不同的色彩。
蝴蝶的鳞片拼成蝶翅的眼点
+ 结 构 色 +
大自然中实际上存在着一种完全不同的方式来产生颜色,这就是所谓的结构色。结构色根本不使用颜料,而是使用非常华丽的纳米级组织结构。
基本上,一些动物的组织会在纳米级或在与光波长相同的尺度上折叠成高度复杂的结构。这些结构会影响光通过生物组织的方式,基本上可以滤除某些波长,并产生非常强烈的颜色。而结构色也是自然界中最明亮、最强烈的颜色。
很多昆虫都具有绚丽的金属色彩,它们多呈现出明亮的蓝色、红色、绿色和黄色。。。
例如,色彩缤纷又身强体壮堪称昆虫界的金刚芭比蛙腿茎甲Sagra buqueti :
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一个充满活力又恨不得将彩虹披到身上的翠绿象甲Eurhinus magnificus:
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凭借艳丽无比的体色以及blingbling的金属色光泽,荣登为最靓螳螂的华丽金螳。。。
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华丽金螳 Metallyticus splendidus
而这些彩色昆虫的结构色是由一种称为多层反射器的结构产生的。在显微镜下,它看起来像一个三明治,有很多非常薄的层,这些层结构只有100纳米厚,而且层数越多,散射的颜色就越亮丽。
我们以宝石昆虫吉丁甲为例,将吉丁甲放大:
再放大:
这时我们会发现:吉丁甲的外壳表面并非我们想象的那么光滑,而是有多层微细结构。这些甚至小到纳米级别、周期性排布的结构就是造成吉丁甲产生耀眼金属色彩的原因。
同样我们再将蝴蝶翅面放大:你会发现,原来蝴蝶的小鳞片居然也有各自的大小和形状。
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这些鳞片按照特定的规则彼此重叠,拼凑出蝴蝶翅面眼点、条纹和渐变色等奇妙图案。
如果再将鳞片放大:
你会发现每一片小鳞片也内有乾坤,它的表面并不平整,而是有很多脊、沟和瓦片状的细微结构。
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动图来源:混乱博物馆
用酒精处理闪蝶的蝶翅,翅面变成了绿色,待酒精挥发后又变成蓝色。
几乎每种蝴蝶都具有绚丽的结构色,尤其是闪蝶科和凤蝶科的蝴蝶。
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闪蝶在显微镜下逐步放大的样子
当然,蛾类也同样精通这种神奇的光学戏法。
被誉为最美蛾子的日落蛾
图源:https://www.evolving-science.com
卡灰蝶Callophrys rubi
+ 结 合 色 +
紫闪蛱蝶
正是有了这样或那样的颜色,昆虫就可吸引异性求偶、拟态、隐藏或示威避敌,还可避光保护自己。而美丽的它们也构成了五彩斑斓、艳丽缤纷的昆虫世界:
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图源:www.smithsonianmag.com
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参考资料: https://www.smithsonianmag.com/science-nature/how-do-scientists-determine-colors-prehistoric-animals-180971807/ https://link.springer.com/article/10.1007/s00442-020-04738-1 http://www.thenextgenscientist.com/~thenexy3/2016/06/10/in-the-field-macro-photography-microscopy-how-biology-creates-color https://www.boredpanda.com/butterfly-wing-macro-photography-linden-gledhill/?utm_source=google&utm_medium=organic&utm_campaign=organic 图片来源:Pinterest Google 如有侵权 联系删除 本期小编:空凤小仙
来源:人呆手户