“蓝色妖姬”一般的果实,蓝色之下的秘密

地中海荚迷果实所展现的这种亮眼的蓝色,可能与果肉的高脂肪含量息息相关。

姹紫嫣红,常常用来形容花朵的娇艳美丽。这个成语出自于汤显祖的《牡丹亭》,“原来姹紫嫣红开遍,似这般都付与断井颓垣。”不论是自然生长还是人工繁育,花朵总是以其色彩而夺目。

颜色,其实是光的一种属性。我们对颜色的感知,来自于可见光谱中的电磁辐射对感光细胞 (比如人眼的视锥细胞) 的刺激。对人类而言,我们的眼睛里有3种用来识别颜色的感光细胞,分别可以接收红光、蓝光以及绿光。因此,我们看到的所有颜色,其实都是由这3种光所叠加组合而成的。

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图源: Pixabay

可见光的波长由长到短,分别呈现赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这7种颜色。颜色的种类是通过反射光的波长与物体相联系的,而这种反射则是由物体的物理性质所决定的。不过,人类对颜色的感知与描述,不仅取决于光的物理性质,还取决于人们的心理等诸多因素。正所谓“眼见不一定为实”。

对于动物而言,我们虽然无法直接获悉它们是否能够识别不同的颜色,但是可以根据感光细胞的种类来判断。科学家们已经发现,要想看到颜色,大脑需要比对处理2种以上的感光细胞所传导的信息。

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图源: Pixabay

那么植物中绚烂的颜色源于何处呢?

最近,来自于英、美、法的科学家团队,通过研究在英国的人工花园中生长的地中海荚迷,发现这种灌木果实的金属蓝色外观是由球状脂质包裹体以无序的多层结构排列而成。

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图源: ROX MIDDLETON

地中海荚迷 (Viburnum tinus) 是一种五福花科 (Adoxaceae) 的开花植物,原产于欧洲和北非的地中海地区。这是一种长青灌木,高2-7米,宽3米,树冠茂密,圆润。地中海荚迷有一个非常“亮眼”的特征:果实具有金属光泽的蓝色。

地中海荚迷果实的肉质有限,但其高脂肪含量却使它们成为了小型鸟类的宝贵资源。那么,这种好看且营养丰富的果实,它绚丽的颜色是来源于何处呢?

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地中海荚迷果实表面在反射光下的显微图像。图源: Current Biology

研究人员通过电子显微镜观察果实组织样本,以检查其内部结构。他们并没有发现其他蓝色水果 (比如蓝莓) 中典型的蓝色色素,只有一层层的斑点。这些斑点是微小的脂肪滴,以反射蓝光的方式排列,这种现象被称为“结构色”。

在生物中,结构色是通过微观结构的表面所产生的颜色,这些表面足够精细,足以干扰可见光。结构色有时也会与色素结合起来而显色。

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脂肪滴下面是另一层深红色色素,这种色素吸收其他波长的光,进一步加强了蓝色阴影。除此之外,研究团队通过计算机模拟,验证了这些发现,并证实了这种结构确实可以产生地中海荚迷果实上的那种蓝色。

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孔雀羽毛所显示的绚丽色彩便是由结构色所形成的。图源: Pixabay

地中海荚迷果实所展现的这种亮眼的蓝色,可能与果肉的高脂肪含量息息相关。其实,在动物界中,类似的结构色很常见,比如鲜艳的孔雀羽毛以及闪耀亮丽的蝴蝶翅膀。然而,在植物界中却甚是罕见。研究团队猜测,类似的由脂肪参与形成的结构色或许也存在于其他的物种之中。

参考文献:

  1. Rox Middleton, “Viburnum tinus Fruits Use Lipids to Produce Metallic Blue Structural Color”, Current Biology, August 06, 2020.
  2. Charlotte Hartley, “The secret to this fruit’s mysterious blue color”, Science News, Aug. 6, 2020.

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