蝴蝶之翼中的色彩奥秘

赵力

颜色艳丽的翅膀是蝴蝶最引人瞩目的部分。这些五彩斑斓的颜色主要源于其翅面上的鳞片，可分为色素色和结构色两种。那么，什么是色素色、什么是结构色？如何分辨蝴蝶翅膀上是哪种颜色？让我们一起探究蝴蝶翅膀色彩的奥秘吧！

要想弄清楚蝴蝶翅膀上的花纹和色彩是怎样产生的，需要先介绍一下色素色和结构色。

色素色，又称化学色，是物质对光吸收或反射后直观呈现出的颜色。如图所示，太阳光能分解成多种颜色的光，当太阳光照射到玫瑰花瓣时，其他颜色的光都被花瓣吸收，只有红色的光反射到我们眼睛里，因此我们看到这朵花是红色的。色素色的特点是，不管我们从哪个角度看这朵花，它的颜色都不会变。

同理，在显微镜下，我们可以看到蝴蝶翅膀上排列着鱼鳞似的细小鳞片。当我们碰触蝴蝶翅膀时，手上会粘上一些“粉末”，这些“粉末”就是蝴蝶的鳞片。鳞片表皮中含有色素分子，会吸收其他颜色的光，反射我们看到颜色的光，使蝴蝶翅膀呈现出固定的色彩。

神奇的是，一些蝴蝶幼虫啃食植物时，会把植物中的花红素、叶绿素储存在体内，将来用于“装点”自己的翅膀。

蝴蝶翅膀上的黑色素，是由新陈代谢产物生成的，呈现黑色和褐色。白色、黄色、金色的色素，是由尿酸形成的蝶呤素（蝶呤是一种化合物）。

结构色，又称物理色，是大量有序结构对不同波长的光散射、衍射或干涉（两列或两列以上的波，在空间中相遇时，发生叠加或抵消从而形成新波形的现象）后产生的颜色。例如，秘鲁的国蝶——光明女神闪蝶，其翅膀的鳞片上虽然没有蓝色色素，但雄蝶翅面却能“放射”蓝色的光辉。从不同角度观察，色泽从紫蓝到天蓝不断变幻，这彩虹般的绚丽色彩就是结构色。

如上图所示，用显微镜观察闪蝶翅膀的鳞片，可以看到脊状纹路，纹路之间还有空隙，造型很像圣诞树。当光线照射闪蝶时，这样的结构能发生反射、折射和干涉，恰好使其他波长的光相互抵消，蓝光强度达到最大。

如果用酒精填充这些微小的空隙，改变折射率，蓝色就会消失。但是，下雨时闪蝶不会改变颜色，这是因为，闪蝶的鳞片是天然防水“材料”，水无法填充这些空隙。

通过研究蝴蝶翅膀颜色的秘密，科学家可以向大自然学习，创造出更绚丽的色彩，美化我们的生活。生活中常见的结构色有肥皂泡、光盘等。中国科学家曾以激光结构色打印出北宋画家王希孟的名画《千里江山图》。你还知道哪些生活中的色素色或者结构色？欢迎扫码给我们留言。

外观独特的猫头鹰蝶科的名字源于它们翅膀上的图案，这些图案都是由色素色构成的。它们是一类分布在中美和南美地区的大型蝴蝶，大多生活于森林中，喜欢在下午和黄昏时飞翔，喜好吸食发酵的果实。

它们翅膀的正面色彩亮丽，背面则有一对大大的圆形眼斑和类似猫头鹰羽毛的纹路，展开时酷似瞪大双眼的猫头鹰脸。这种与脊椎动物眼睛有着惊人相似的眼斑，可以吓走胆小的掠食者，或者让对方首先攻击它们的翅膀，使其有机会逃生。

猫头鹰蝶

毒蝶科是分布在南美洲的一类带有毒性的蝴蝶，因其幼虫以有毒的西番莲科植物为食物，所以这个科中所有的成虫都是有毒的。因具有毒性，它们常常有恃无恐地在林中逍遥飞行。毒蝶的气味很强，10步内便可闻到。夜间，它们会循着自己的气味回到原地栖息。其翅膀上醒目的红色和黑色，都是色素色。

毒蝶科蝴蝶

 领袖绢蝶（又名君主绢蝶）翅膀上排列着鱼鳞似的细小鳞片

蝴蝶的翅膀由兩层膜构成，内部有气管、血管及神经。羽化（昆虫蛹化为成虫）后，这些管道会硬化，形成翅脉。翅脉像骨架一样对翅面起着支撑、加固作用

某些生活在高山上的蝴蝶，可以靠鳞片吸收外界热量。清晨气温较低时，它们会展开翅膀，让阳光直接照射到闭合的鳞片上，以便吸收足够多的热量来升高体温。当体温上升到足够高时，鳞片会自动地张开，减小阳光辐射角度，从而减少对热量的吸收。聪明的蝴蝶用鳞片“编织”成“保暖服”，使它们可以轻松应对气温瞬息万变的高山气候。

光的反射、折射、干涉示意图

生活在高山上的绢蝶科蝴蝶

栖息于巴西亚马孙热带雨林的透翅眼蝶，是一类翅展7～8厘米的小蝴蝶。由于缺乏鳞片，透翅眼蝶的翅膀像玻璃一样透明，仅后翅有部分鲜明的红、橙色及眼状斑，仿佛拥有一双“隐形”的翅膀。在阴暗的丛林内飞舞时，透翅眼蝶像随风飘动的花瓣，格外美丽动人。