@ 2017.05.14 , 11:00
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蝴蝶为何拥有美丽的颜色?

蝴蝶为何拥有美丽的颜色?
credit: 锐景创意

蝴蝶可能是图案及颜色最精致的生物。蝴蝶颜色源于翅膀上的鳞片。其鳞片上含有由几丁质构成的晶体(螺旋二十四面体),该物质也出现在昆虫的外骨骼上。这些晶体结构非常复杂,而且极其微小,尺寸仅几纳米。

纳米技术也能够制造出这种微小结构,它们对医学、电子工业、太空旅行等领域非常重要。然而,蝴蝶翅膀上的纳米结构远比任何人造物更复杂。如今,科学家正在探究蝴蝶翅膀的晶体发育如何应用于工业。该研究发表在《Science Advances》上。

目前,人们无法在蝴蝶翅膀的发育过程中研究它。于是,研究人员将成体蝴蝶的鳞片放大了许多倍进行检验。他们采用一种来自墨西哥的小灰蝶,其翅膀上侧为带蓝色斑纹的墨黑色,下侧为底缘带红色斑纹的绿色。但如果放大了看,绿色并不完全是绿色。鳞片虽为明绿色,但背景是橙红色。此外,鳞片本身也不完全是绿色,而是由不重叠的许多色块构成。

蝴蝶为何拥有美丽的颜色?
credit: 蛋花 点击查看原图

每片鳞片都含有结构化的纳米晶体。有趣的是,它们彼此分离,松散地与翅膀下侧表面连接在一起。在翅膀上,晶体由小至大呈线状排列。也许鳞片就是按照这种方式形成的,它在翅膀上不断地发育。发育阶段似乎凝固在时间里,展示出晶体的形成过程。在发育过程中,鳞片可能是先形成外壳,再形成内部晶体结构。

虽然这仅仅是一种蝴蝶的情况——蝴蝶种类超过14万,但研究人员认为这种发育方式也许可以推广至大多数翅膀鳞片上。也就是说,所有蝴蝶可能都是通过类似的方式形成颜色。这可以应用在纳米技术中——比如光导技术,因为它们可以在任意方向上操控光。

自然界为技术进步带来灵感。

本文译自 zmescience,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。Elena Motivans


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TOTAL COMMENTS: 17+1

  1. 世界的第八天
    @5 months ago
    3450395

    一直就有个问题困扰我,蝴蝶为什么可以按照自己的意愿进化形成图案?比如模仿天敌的面部,有的进化所需的时间非常短。那为什么人类从诞生时就渴望飞翔也没有丝毫进化出翅膀的迹象?再不济,男人的手也没有进化成魏丽娜的迹象啊

    [6] XX [38] 回复 [0]
  2. 世界的第八天
    @5 months ago
    3450396

    是,魏吉娜!这笨蛋输入法

    [3] XX [14] 回复 [0]
  3. markcsc
    @5 months ago
    3450398

    個人覺得最屌的蝴蝶翅膀是透明的那款,大自然的科學能力永遠賽高…

    [13] XX [0] 回复 [0]
  4. 3450404

    @世界的第八天: 蝴蝶没有意愿

    [18] XX [0] 回复 [0]
  5. 我的棍子用了几十年
    @5 months ago
    3450411

    @世界的第八天: 你或许没有上过初中,不是意愿影响你进化

    [36] XX [1] 回复 [0]
  6. 3450413

    印象中很多蝴蝶和甲壳虫的颜色都是物理色
    大概物理色上起来比较“便宜”,所以它们就很随意……

  7. 挂科的冲冲
    @5 months ago
    3450414

    常在花丛转,哪能不失身

  8. 3450443

    小时候有做蝴蝶标本的暑假作业,流程是放在瓶子里闷死再做标本。
    我抓来蝴蝶放在瓶子里,结果闷了两天都没死。
    这两天我是度日如年啊,一边是对蝴蝶的歉疚和杀生的害怕,另一方面又怕交不上作业被老师罚,第三天蝴蝶终于死了,翅膀上黄色和白色也变成灰色了,我哭了一场,还是没敢进行下一步把钉子插到蝴蝶肚子上。我爸妈为这事儿笑了我好久。
    以后我有孩子一定不要他做什么动物标本。

    [73] XX [1] 回复 [0]
  9. 复合污染
    @5 months ago
    3450473

    法国队发挥

  10. 噗通一声掉下水
    @5 months ago
    3450537

    @世界的第八天: 自然选择,变异后身体颜色适应环境的蝴蝶才能更好生存不被天敌吃掉

  11. 转播负能量
    @5 months ago
    3450621

    @:呵呵 是不是觉得自己特善良啊?

    [0] XX [17] 回复 [0]
  12. 3450696

    @markcsc: 像知了一样的?

  13. 3450700

    @世界的第八天: 希望你永远保持这份童贞!

  14. 3450701

    @世界的第八天: 是童真,这输入法!

  15. 世界的第八天
    @5 months ago
    3451268

    你们怎么一点科学探讨精神都没有?书里告诉你物竞天择,进化论,你就都不敢质疑? 那么我请问,蝴蝶翅膀上惟妙惟肖天敌的眼睛偶然的结果? 还有骷髅蜘蛛,人脸蜘蛛,已经非常具象了,如果没有自身“意愿”怎么会如此逼真? 少年,这个宇宙的水很深,不是你初中学的这点东西就能解释的。人类如果没有质疑精神,也不会有今天。

  16. marsboy1114
    @5 months ago
    3451339

    @世界的第八天: 然而进化论就是质疑上帝造物论而通过无数证据研究出来的结果,靴靴

  17. bardling
    @5 months ago
    3451588

    @世界的第八天:蝴蝶确实也让我怀疑天选论。进化不一定是完全被动的,这是我的想法。我们对自我的认知也存在盲区,谁来解释下能够拨动开关,让我们大脑“下线” 的是谁的手指?

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