在過去幾十年里,科學(xué)家已經(jīng)知道鳥兒羽毛的中的黃色和紅色是怎么來的——它們來自鳥兒食物中的色素。例如火烈鳥,它們從濾除了水的藻類及甲殼綱動物中攝取粉紅色素。于是,剩下的就是弄清楚,鳥兒羽毛中的藍(lán)色是從何而來的了。
藍(lán)知更鳥,小小一只,胡子卻不少……圖片:Smithsonian Magazine
大藍(lán)鷺,這一只算得上大藍(lán)鷺中的大藍(lán)鷺,真叫一個(gè)藍(lán)吶……圖片:Smithsonian Magazine
藍(lán),深淺濃淡各不同
不可能是從飲食獲得的——像藍(lán)莓里的藍(lán)色色素,在鳥兒消化時(shí)就被破壞了。科學(xué)家曾有過推斷,鳥看起來是藍(lán)色的原因,跟天空呈現(xiàn)藍(lán)色的理由相同:紅色和黃色光波穿過大氣層,但較短的藍(lán)色光波則被大氣層中的顆粒反彈并發(fā)生散射,在所有方向上發(fā)出藍(lán)光。
耶魯大學(xué)的鳥類學(xué)家理查德·普魯姆(Richard Prum)發(fā)現(xiàn),鳥類以不同方式使羽毛變藍(lán)。
理查德·普魯姆(Richard Prum)在麥克阿瑟基金會的一張照片代替。普魯姆是耶魯大學(xué)的鳥類學(xué)家,同時(shí)也研究發(fā)育生物學(xué)、光學(xué)物理、分子遺傳學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、古生物學(xué)、行為生態(tài)學(xué),以解決有關(guān)鳥類的發(fā)育、演化和行為相關(guān)的核心問題。
“讓我們來看看這些鳥兒!”說著他拉出一個(gè)抽屜,里面滿是各種傘鳥外皮縫制的標(biāo)本,這種鳥生活在中美和南美地區(qū)。起初它們看起來都像是有著黑色斑點(diǎn)的漂亮藍(lán)鳥。但走近看,不同的鳥兒羽毛藍(lán)色,深淺程度各有不同。
淺淺的藍(lán)。銅藍(lán)鹟[wēng]。圖片:vlupadya2000.blog.com
深深的呆。翠鳥的雛鳥。圖片:Shiva Shankar/flickr
阿貢國家實(shí)驗(yàn)室(Argonne National Laboratory)里有粒子加速器能夠產(chǎn)生極強(qiáng)的 X 光,為了找出鳥類身上藍(lán)色的起源,普魯姆和他的同事在那里分析了數(shù)百種羽毛,幾乎涵蓋了每一種典型的演化出的藍(lán)色。
稍微深一些的藍(lán)。藍(lán)知更鳥(我稍微大一些)
更深的藍(lán)。大仙鹟[wēng]。圖片:flickriver.com
普魯姆發(fā)現(xiàn),隨著藍(lán)色羽毛的生長,奇異的事情發(fā)生了。在每個(gè)細(xì)胞里,弦角蛋白(stringy keratin)分子與水分離,就像油跟醋分離那樣。當(dāng)細(xì)胞死亡時(shí),其水分流失并被空氣代替,留下布滿氣穴(air pocket)的角蛋白,像是海綿或是一盒子的中空意大利面條。
深到出現(xiàn)了一點(diǎn)白的藍(lán)。白尾藍(lán)地鴝[qú]。圖片:birdingintaiwan.org
當(dāng)白光照射到藍(lán)色羽毛上時(shí),角蛋白圖案引起紅光和黃光互相抵消,而波段在藍(lán)色區(qū)域的光線則彼此增強(qiáng)、放大,并反射到人的眼睛里,其結(jié)果就是形成了深淺不同的藍(lán)色。因此,藍(lán)色也被科學(xué)家稱為 “結(jié)構(gòu)色彩”(與色素色彩對應(yīng)),因?yàn)樗怯晒饩€與羽毛的三維排列相互作用而產(chǎn)生的。鳥兒羽毛中氣穴的不同大小和形狀和角蛋白一起,組成了深淺不同的藍(lán)。
鳥兒啊,你為什么這么藍(lán)?
建立如此精確的納米結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)極具革命性的工程,但藍(lán)色在鳥類族譜(特別是雄性鳥類)的許多分支中都有出現(xiàn)。這就給我們帶來了另一個(gè)問題:為什么?
其中一項(xiàng)理論是,一身漂亮的藍(lán)色羽毛意味著一個(gè)健康、食物充足的雄性,對潛在配偶而言則意味著 “他” 基因優(yōu)良。“這就好比相親網(wǎng)站,你的銀行存款多少、家庭背景如何、家住什么地區(qū)、是否染上過性病,人們根據(jù)所有這些實(shí)際問題進(jìn)行競爭,” 普魯姆表示。
但他認(rèn)為,生物學(xué)家太執(zhí)著于雄性裝飾物(比如鹿角或肉垂)是雄性向雌性發(fā)出的信號這一觀點(diǎn)。“我認(rèn)為這種觀點(diǎn)也許正確,但并非全然如此,” 他說道,也許它們 “僅僅是為了漂亮”。
“我漂亮嗎?”小翠鳥。圖片:Alwyn Simple/flickr
“沒有我漂亮……”半領(lǐng)翠鳥。Jim Scarff/flickr
“你們怎么能跟我比?”灰頭翠鳥。圖片:Seth of Rabi/flickr
“我才是那萬綠叢中一點(diǎn)紅?!?span>藍(lán)翡翠。圖片:Roy Wang/flickr
“各位,我只想說,這里討論的是‘藍(lán)色’的鳥……”藍(lán)大翅鴝[qú]。圖片:birdnet.cn
“純藍(lán)色的話我是我是啊~”小藍(lán)金剛鸚鵡。圖片:fotosevanil.wordpress
“我有清爽的劉海~”冠藍(lán)鴉。圖片:Smithsonian Magazine
“我有朋克的風(fēng)采~”黃頰山雀。
“要說朋克風(fēng),我也有啊我也有!”暗冠藍(lán)鴉。圖片:Smithsonian Magazine
“我有呆毛……(沒有人說話?我贏了嗎?——我贏了嗎?)”白喉鵲鴉。圖片:Smithsonian Magazine
只因?yàn)檫@,事關(guān)美麗
要是鳥兒像人類一樣呢? 要是相比做一只冷淡的,只數(shù)著下蛋的機(jī)器,雌鳥更喜歡 “帥哥” 怎么辦?
普魯姆目前在教授一門課,名為 “美的進(jìn)化”(Evolution of Beauty),同時(shí)也致力于一項(xiàng)結(jié)合演化和美學(xué)的研究。普魯姆認(rèn)為,動物身上的生理之美隨著其他同類對它的關(guān)注而進(jìn)化。普魯姆聚集了哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家。從某種程度上講,正是這種跨學(xué)科思考的愿景,讓普魯姆在幾年前獲得了麥克阿瑟 “天才獎(jiǎng)”。他正在用最高科技的工具來研究最古老的問題。
“這個(gè)問題同時(shí)也是有關(guān)物理等學(xué)科,但它實(shí)際上是關(guān)于雌鳥想要什么。而這,就真的事關(guān)美麗了?!?/p>
小朋友們在討論誰更漂亮呢~圖片:4.bp.blogspot.com
是嗎?呵呵……
特別鳴謝:本文在編輯過程中得到了 @鷹之舞 的大力協(xié)助,特此致謝!
本文編譯自《史密森尼學(xué)會會刊》: Why Are Some Feathers Blue?
戴上藍(lán)鳥一起玩
每天一個(gè)物種,好吃的
靈魂終會相遇。
微信號:guokrpac