為什麼很少有藍色的動物?

2021-01-15 中南林野生動植物保護協會


沒有藍色的老虎，沒有藍色的蝙蝠，沒有藍色的松鼠，即使是藍鯨也不是那麼藍，什麼樣顏色的動物幾乎都有，但藍色似乎是最稀有的。


這是為什麼？


藍色的魚蟲鳥獸又往往有美到炫目的靚麗，而這種藍色大多竟不含任何藍色物質——這些藍色普遍來自於結構色。

圖片來源:見水印 


我們先來看看蝴蝶。不同於別的昆蟲，蝴蝶有著最明亮最豐富的圖案，而閃蝶屬的藍色翅膀顏色的來源不同於常見的化學色素，而是取決於其翅膀鱗片上的微觀結構。

 閃蝶 圖片來源:panormio.com和flickr.com


 閃蝶的鱗片和鱗片上細微結構 圖片來源:asknature.org


閃蝶翅膀上一排排鱗片像瓦片一樣交疊起來，上方有許多幾丁質的平行橫條，而橫條特殊的細微結構使大多數波長的光都幹涉相消了，只有藍光剛好幹涉增強，結果就是閃蝶的翅膀只會反射藍光，飛起來撲朔迷離，令天敵無法把握它的路徑。

圖片來源:網絡


圖片來源:@YouTube精選


圖片來源:網絡


除了蝴蝶，這種結構色在其他動物上也十分多見。比如甲蟲的幾丁質雖然又硬又厚，但表面的凹坑、氣泡和覆瓦結構同樣能產生blingbling的結構色，從金橙到亮紫無所不能。

圖片來源:見水印


藍色的鳥也非常常見，鳥兒羽毛中氣穴的不同大小和形狀與角蛋白一起，組成了明亮的藍綠紫色光澤，有些甚至能煥發出與閃蝶相似的金屬光澤。

銅藍鶲與孔雀 圖片來源:網絡 


脊椎動物如兩棲類和蜥蜴等，這些露出柔軟皮膚的動物，就不能用幾丁質或角蛋白生成結構色了。其藍色源於皮膚中的虹彩細胞(Iridophores)，尤其是變色龍，通過改變虹彩細胞內部的鳥嘌呤納米結晶的排列結構，改變幹涉增強的波長——看起來就變了色。圖片來源:見水印


圖片來源:果殼




為什麼動物界如此缺乏專門的藍色素，而偏要費勁心思利用物理方法製造各種結構色呢？


新形狀只能來自舊性狀的修改，而不能憑空產生。這進化的局限不僅適用於宏觀的結構性狀，也適用於分子層面的新陳代謝。


從蝴蝶到鳥類，甚至是人類並不能憑空產生色素，都是從食物中獲取的。藍光作為光合作用最有價值的波段，生產者製造的光合色素都不會反射藍光。


在漫長的進化歷程中，動物們一直吃不上藍色的色素，也難以突破進化的局限合成藍色素。相比之下，結構色只需在原有物質上作一些細微的調整，即使是虹彩細胞中的鳥嘌呤也本是核酸最常見的五種鹼基之一因此動物們總是在進化出藍色素之前就進化出了藍結構色。

食用富含蝦青素的浮遊生物致色的火烈鳥 圖片來源:wikiwand


而只有鴨蛺蝶屬的打破了基因密碼，可以合成真正的藍色素——一種稱為蝶藍素的卟啉衍生物，鴨蛺蝶用它畫出翅膀上一條明亮的藍帶。

只可惜卟啉衍生物往往有毒，必須配有完整的解毒代謝，可遇而不可求。


藍帶鴨蛺蝶 Nessaea hewitsonii 圖片來源:網絡

中南林野生動植物保護協會出品

團隊|宣教部

文字|決明

編輯|決明

圖片|網絡

審核|紅梅 火烈鳥

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