蝴蝶之翼中的色彩奧秘

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，可分為色素色和結構色兩種。那么，什么是色素色、什么是結構色？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生的，需要先介紹一下色素色和結構色。

色素色，又稱化學色，是物質對光吸收或反射后直觀呈現出的顏色。如圖所示，太陽光能分解成多種顏色的光，當太陽光照射到玫瑰花瓣時，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。色素色的特點是，不管我們從哪個角度看這朵花，它的顏色都不會變。

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小鱗片。當我們碰觸蝴蝶翅膀時，手上會粘上一些“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，使蝴蝶翅膀呈現出固定的色彩。

神奇的是，一些蝴蝶幼蟲啃食植物時，會把植物中的花紅素、葉綠素儲存在體內，將來用于“裝點”自己的翅膀。

蝴蝶翅膀上的黑色素，是由新陳代謝產物生成的，呈現黑色和褐色。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）。

結構色，又稱物理色，是大量有序結構對不同波長的光散射、衍射或干涉（兩列或兩列以上的波，在空間中相遇時，發生疊加或抵消從而形成新波形的現象）后產生的顏色。例如，秘魯的國蝶——光明女神閃蝶，其翅膀的鱗片上雖然沒有藍色色素，但雄蝶翅面卻能“放射”藍色的光輝。從不同角度觀察，色澤從紫藍到天藍不斷變幻，這彩虹般的絢麗色彩就是結構色。

如上圖所示，用顯微鏡觀察閃蝶翅膀的鱗片，可以看到脊狀紋路，紋路之間還有空隙，造型很像圣誕樹。當光線照射閃蝶時，這樣的結構能發生反射、折射和干涉，恰好使其他波長的光相互抵消，藍光強度達到最大。

如果用酒精填充這些微小的空隙，改變折射率，藍色就會消失。但是，下雨時閃蝶不會改變顏色，這是因為，閃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，科學家可以向大自然學習，創造出更絢麗的色彩，美化我們的生活。生活中常見的結構色有肥皂泡、光盤等。中國科學家曾以激光結構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構色？歡迎掃碼給我們留言。

外觀獨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成的。它們是一類分布在中美和南美地區的大型蝴蝶，大多生活于森林中，喜歡在下午和黃昏時飛翔，喜好吸食發酵的果實。

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

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，10步內便可聞到。夜間，它們會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

?領袖絹蝶（又名君主絹蝶）翅膀上排列著魚鱗似的細小鱗片

蝴蝶的翅膀由兩層膜構成，內部有氣管、血管及神經。羽化（昆蟲蛹化為成蟲）后，這些管道會硬化，形成翅脈。翅脈像骨架一樣對翅面起著支撐、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，它們會展開翅膀，讓陽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。當體溫上升到足夠高時，鱗片會自動地張開，減小陽光輻射角度，從而減少對熱量的吸收。聰明的蝴蝶用鱗片“編織”成“保暖服”，使它們可以輕松應對氣溫瞬息萬變的高山氣候。

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。在陰暗的叢林內飛舞時，透翅眼蝶像隨風飄動的花瓣，格外美麗動人。