趙力

顏色艷麗的翅膀是蝴蝶最引人矚目的部分。這些五彩斑斕的顏色主要源于其翅面上的鱗片，可分為色素色和結(jié)構(gòu)色兩種。那么，什么是色素色、什么是結(jié)構(gòu)色？如何分辨蝴蝶翅膀上是哪種顏色？讓我們一起探究蝴蝶翅膀色彩的奧秘吧！

要想弄清楚蝴蝶翅膀上的花紋和色彩是怎樣產(chǎn)生的，需要先介紹一下色素色和結(jié)構(gòu)色。

色素色，又稱化學(xué)色，是物質(zhì)對(duì)光吸收或反射后直觀呈現(xiàn)出的顏色。如圖所示，太陽(yáng)光能分解成多種顏色的光，當(dāng)太陽(yáng)光照射到玫瑰花瓣時(shí)，其他顏色的光都被花瓣吸收，只有紅色的光反射到我們眼睛里，因此我們看到這朵花是紅色的。色素色的特點(diǎn)是，不管我們從哪個(gè)角度看這朵花，它的顏色都不會(huì)變。

同理，在顯微鏡下，我們可以看到蝴蝶翅膀上排列著魚鱗似的細(xì)小鱗片。當(dāng)我們碰觸蝴蝶翅膀時(shí)，手上會(huì)粘上一些“粉末”，這些“粉末”就是蝴蝶的鱗片。鱗片表皮中含有色素分子，會(huì)吸收其他顏色的光，反射我們看到顏色的光，使蝴蝶翅膀呈現(xiàn)出固定的色彩。

神奇的是，一些蝴蝶幼蟲啃食植物時(shí)，會(huì)把植物中的花紅素、葉綠素儲(chǔ)存在體內(nèi)，將來用于“裝點(diǎn)”自己的翅膀。

蝴蝶翅膀上的黑色素，是由新陳代謝產(chǎn)物生成的，呈現(xiàn)黑色和褐色。白色、黃色、金色的色素，是由尿酸形成的蝶呤素（蝶呤是一種化合物）。

結(jié)構(gòu)色，又稱物理色，是大量有序結(jié)構(gòu)對(duì)不同波長(zhǎng)的光散射、衍射或干涉（兩列或兩列以上的波，在空間中相遇時(shí)，發(fā)生疊加或抵消從而形成新波形的現(xiàn)象）后產(chǎn)生的顏色。例如，秘魯?shù)膰?guó)蝶——光明女神閃蝶，其翅膀的鱗片上雖然沒有藍(lán)色色素，但雄蝶翅面卻能“放射”藍(lán)色的光輝。從不同角度觀察，色澤從紫藍(lán)到天藍(lán)不斷變幻，這彩虹般的絢麗色彩就是結(jié)構(gòu)色。

如上圖所示，用顯微鏡觀察閃蝶翅膀的鱗片，可以看到脊?fàn)罴y路，紋路之間還有空隙，造型很像圣誕樹。當(dāng)光線照射閃蝶時(shí)，這樣的結(jié)構(gòu)能發(fā)生反射、折射和干涉，恰好使其他波長(zhǎng)的光相互抵消，藍(lán)光強(qiáng)度達(dá)到最大。

如果用酒精填充這些微小的空隙，改變折射率，藍(lán)色就會(huì)消失。但是，下雨時(shí)閃蝶不會(huì)改變顏色，這是因?yàn)椋W蝶的鱗片是天然防水“材料”，水無法填充這些空隙。

通過研究蝴蝶翅膀顏色的秘密，科學(xué)家可以向大自然學(xué)習(xí)，創(chuàng)造出更絢麗的色彩，美化我們的生活。生活中常見的結(jié)構(gòu)色有肥皂泡、光盤等。中國(guó)科學(xué)家曾以激光結(jié)構(gòu)色打印出北宋畫家王希孟的名畫《千里江山圖》。你還知道哪些生活中的色素色或者結(jié)構(gòu)色？歡迎掃碼給我們留言。

外觀獨(dú)特的貓頭鷹蝶科的名字源于它們翅膀上的圖案，這些圖案都是由色素色構(gòu)成的。它們是一類分布在中美和南美地區(qū)的大型蝴蝶，大多生活于森林中，喜歡在下午和黃昏時(shí)飛翔，喜好吸食發(fā)酵的果實(shí)。

它們翅膀的正面色彩亮麗，背面則有一對(duì)大大的圓形眼斑和類似貓頭鷹羽毛的紋路，展開時(shí)酷似瞪大雙眼的貓頭鷹臉。這種與脊椎動(dòng)物眼睛有著驚人相似的眼斑，可以嚇走膽小的掠食者，或者讓對(duì)方首先攻擊它們的翅膀，使其有機(jī)會(huì)逃生。

貓頭鷹蝶

毒蝶科是分布在南美洲的一類帶有毒性的蝴蝶，因其幼蟲以有毒的西番蓮科植物為食物，所以這個(gè)科中所有的成蟲都是有毒的。因具有毒性，它們常常有恃無恐地在林中逍遙飛行。毒蝶的氣味很強(qiáng)，10步內(nèi)便可聞到。夜間，它們會(huì)循著自己的氣味回到原地棲息。其翅膀上醒目的紅色和黑色，都是色素色。

毒蝶科蝴蝶

?領(lǐng)袖絹蝶（又名君主絹蝶）翅膀上排列著魚鱗似的細(xì)小鱗片

蝴蝶的翅膀由兩層膜構(gòu)成，內(nèi)部有氣管、血管及神經(jīng)。羽化（昆蟲蛹化為成蟲）后，這些管道會(huì)硬化，形成翅脈。翅脈像骨架一樣對(duì)翅面起著支撐、加固作用

某些生活在高山上的蝴蝶，可以靠鱗片吸收外界熱量。清晨氣溫較低時(shí)，它們會(huì)展開翅膀，讓陽(yáng)光直接照射到閉合的鱗片上，以便吸收足夠多的熱量來升高體溫。當(dāng)體溫上升到足夠高時(shí)，鱗片會(huì)自動(dòng)地張開，減小陽(yáng)光輻射角度，從而減少對(duì)熱量的吸收。聰明的蝴蝶用鱗片“編織”成“保暖服”，使它們可以輕松應(yīng)對(duì)氣溫瞬息萬(wàn)變的高山氣候。

光的反射、折射、干涉示意圖

生活在高山上的絹蝶科蝴蝶

棲息于巴西亞馬孫熱帶雨林的透翅眼蝶，是一類翅展7～8厘米的小蝴蝶。由于缺乏鱗片，透翅眼蝶的翅膀像玻璃一樣透明，僅后翅有部分鮮明的紅、橙色及眼狀斑，仿佛擁有一雙“隱形”的翅膀。在陰暗的叢林內(nèi)飛舞時(shí)，透翅眼蝶像隨風(fēng)飄動(dòng)的花瓣，格外美麗動(dòng)人。