 安氏蜂鳥  王治國刻 前不久一只“變臉鳥”的短視頻刷爆了朋友圈，隨著它在枝頭“搖頭晃腦”，其頭部和頸部的羽毛也不斷變換著顏色，熒光粉、土豪金、曜石黑……甚至還泛著寶石般的光澤，讓很多網(wǎng)友都懷疑是后期處理的效果。其實，視頻里的那只鳥是真實存在的，名為安氏蜂鳥，在北美西部地區(qū)很常見。它之所以要“變臉”，是為了吸引異性的注意——沒錯，只有雄鳥才擁有這么華麗的外表。那么這種蜂鳥是如何做到羽色“瞬息萬變”的呢？要回答這個問題，還得從生物體的顯色原理說起。按照顏色的形成機理，可分為色素色和結(jié)構(gòu)色兩種。色素色一般是指有機色素通過選擇性地吸收、反射和透射特定頻率的光線從而展現(xiàn)出的不同顏色；結(jié)構(gòu)色則是由某些特殊的微結(jié)構(gòu)引起光的傳播方向改變而形成的顏色，是亞顯微結(jié)構(gòu)導致的一種光學效果。 許多鳴禽具有亮麗的體羽，這便要歸功于天然色素，比如柳鶯、金絲雀等鳥類身上鮮艷的黃色、橙色或紅色羽毛，都是類胡蘿卜素形成的。羽毛的色素沉積狀況，即羽色的鮮艷程度，往往會受到遺傳以及個體年齡、健康狀況等因素的影響。 安氏蜂鳥的變臉奧秘則在于其頭頸部羽毛的結(jié)構(gòu)。它不時把頭轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，同時還頻繁地把頭部的羽毛聳起再放平，就是因為這樣才能全方位展現(xiàn)自己的“英姿”。其實很多鳥類的羽毛從特定的角度觀察時都能看到格外耀眼的亮色，比如綠頭鴨雄鳥頭上的綠色，還有喜鵲身上的藍色和綠色等；可若是換個角度去看，這些顏色就會發(fā)生變化或者完全褪去了金屬光澤。具有上述特征的羽色就是結(jié)構(gòu)色，它們并非由色素形成，而是因為羽小枝表面的一些獨特的亞顯微物理結(jié)構(gòu)使得入射光線發(fā)生散射、折射和多層干涉，從而產(chǎn)生了具有金屬感的“虹彩光澤”。 結(jié)構(gòu)色也常見于一些甲蟲的外殼，而鱗翅目昆蟲（蛾類和蝴蝶的統(tǒng)稱）的結(jié)構(gòu)色是所有生物中最復雜、最豐富的，它們翅膀上的鱗片具有極其精巧的三維微觀結(jié)構(gòu)?？茖W研究表明，一些鳳蝶的翅膀上密密排列著極小的脊狀結(jié)構(gòu)，相鄰兩個脊狀結(jié)構(gòu)的距離僅為0.5至0.8微米。這些脊狀結(jié)構(gòu)的形狀非常相似，其截面好像松樹一樣，由“主干”和“枝葉”組成。當陽光照在鳳蝶身上時，許多束光線所形成的干涉和衍射便讓我們看到鳳蝶呈現(xiàn)出多變而奪目的色彩。 由于羽毛或鱗片的細微結(jié)構(gòu)很有可能在化石中得以保留下來，因此利用這些結(jié)構(gòu)復原已滅絕生物的顏色便成為古生物學領(lǐng)域近年來的研究熱點之一。 此外，結(jié)構(gòu)色還能夠應用于仿生學研究?？茖W家正在試圖通過仿生設(shè)計重建鳥類羽毛或昆蟲體內(nèi)能產(chǎn)生顏色的結(jié)構(gòu)，從而讓材料在無需顏料或染料的情況下產(chǎn)生顏色。這種結(jié)構(gòu)色在色調(diào)上幾乎不會發(fā)生褪色現(xiàn)象，甚至還能根據(jù)使用者的喜好進行改變。 ?。ū緳陂L期征集“日知錄”三字篆刻，投稿郵箱：rizhilu999@163.com） |
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