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大自然的生物为什么很难得到蓝色?

您最喜好什么颜色?

可能大部门人会选择蓝色,有调查显示,蓝色是宿世界上几乎所有国度,分歧肤色、分歧文化的人最喜好的颜色。

蓝色也是艺术家和欧洲皇族最喜好的颜色,想想毕加索的蓝色期间,以及英国皇室的皇家蓝就知道了。

我们喜好蓝色的很大一部门原因是天空和大海是蓝色的,蓝色是我们十分习惯看到,以及低当作本的颜色。

然而,在合当作染料可以做出任何颜色前,蓝色是很难获得颜色,出格是在生物中,蓝色很少被演化,可以算是天然界最稀缺的一种颜色。

植物中只有不到十分之一的花是蓝色的,叶子是蓝色的更是凤毛麟角,只有在热带雨林中有零散发现案例,而在动物界能闪现蓝色的屈指可数。

为什么蓝色如斯稀缺呢?

部门原因是,天然界中并没有真正的蓝色或蓝色色素,植物和动物都必需对光线进行特别处置才能呈现出蓝色。

植物如何获得蓝色?

对于植物来说,蓝色是经由过程夹杂和调节天然发生的颜料来实现的,就像一个画家只要几个颜色就能配出所有分歧颜色一样。

我们可以看到很多分歧颜色的花,但其实植物给本身的花调色的能力比画家强很多,它们根基只要一个颜色就够了,那就是红色。

大部门花城市出产红色色素(它的别的一个名字就是花青素),植物可以经由过程调节分歧的酸碱度来改变红色色素。

这些转变,连系反射光,可以缔造出一些壮不雅的成果,有时辰就是蓝色。

固然花可以经由过程这种方式获得蓝色,可是植物绝对不喜好用不异的方式获得蓝色的叶子。

图注:光谱图,波长越短能量越大

这就要说我们蓝光的物理特征了,早在1900年,普朗克发现了光子的特征,波长越短,频率越高,也就意味着能量越大。

我们所看到的颜色是因为该颜色被物体反射了回来而不是接收,好比植物显示绿色,那是因为叶绿素不接收绿色光。

蓝光是波长最短、能量最大的可见光,若是它反射蓝光,这就意味着它将华侈很多太阳光的能量,最终限制植物发展,这不是一个好的策略,所以大大都植物都避免这样做。这是蓝色色素很少在植物中形当作的原因。

图注:火烈鸟的红来自食物

动物很少出产色素

固然良多动物都有本身的颜色,但其实动物能出产的色素并不多,它们的色素大多来自于所吃的食物。

好比火烈鸟呈现粉红色的,那是因为它们从最喜好的食物——虾中获得“染料”。

动物是天然界的消费者,它们只能从植物那边获取能量,但正如我前面说的,因为植物中很少或根基没有真正的蓝色色素,动物也就不克不及经由过程食物酿成蓝色了。

当然,我们可以找到一些呈现蓝色的动物,它们的蓝光闪闪根基是经由过程“物理常识”来节制光线实现的。

动物的蓝色和植物有所分歧,它们并不是经由过程色素的夹杂或改变的化学方式获得的,而是经由过程物理制造改变光波长的布局来实现的。

图注:改变蓝色大闪蝶的翅鳞,蓝色就会消逝

例如,蓝色大闪蝶,它们的蓝色是因为同党上的鳞片呈脊状,这种脊状鳞片导致光线弯曲,以至于它反射的光是蓝色的波长。若是改变它们鳞片的外形,蓝色就会消逝。

再好比蓝松鸦,也是经由过程近似但略有分歧的过程获得颜色的。

蓝松鸦每根羽毛都是由光散射构成的,羽毛上细小的“珠子”之间的距离使得除了蓝色以外的所有波长的光都被抵消了,它的做法有点像消噪耳机道理。

可以毫不夸张地说,每个呈现蓝色的动物都是拥有一身“黑科技”装备,可是有一个破例,那就是一种褐蝶(obrina olivewing butterfly),它是已知的独一可以或许真正发生蓝色色素的动物。

图注:已知独一出产蓝色色素的动物

最后:为什么这些生物要呈现蓝色?

植物不喜好出产蓝色,那是因为蓝色是“华侈”的颜色,而动物出产色素的能力有限。既然蓝色这么难,那为什么植物要尽力当作为化学天才,而动物要当作为物理巨匠呢?

其实很简单,这就回到生命的最初目标——繁衍下一代上了。简单地说,您能呈现蓝色,申明您不同凡响。

好比蓝色的花,它之所以演化必定是为了吸引更多或者特别的传粉者。

有研究表白,分歧传粉蜜蜂对颜色的偏好可能导致了我们今天看到的各类各样的花朵颜色,当然包罗蓝色。

对动物来说,从虫豸到爬虫类,再到鸟类,令人瞠目结舌的蓝色对吸引注重力很有效,有些可以帮忙吸引配头(就像极乐鸟求爱的跳舞),有些是警告捕食者(箭毒蛙)。

恰是因为蓝色难以获取,这些拥有蓝色的生物也就变得特别和显眼,这能让它们在保存挑战中获得一些优势,所以蓝色虽难,但有存在的意义。

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