为什么蓝色动物在自然界如此罕见

这些生物的独特变异会玩弄物理学。
a blue lobster in an aquarium tank
大约有 200 万只龙虾中只有 1 只呈蓝色。

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根据澳大利亚阿德莱德大学的蓝色是人类非常喜爱的颜色,但在植物和动物中却不常出现。科学家称,这部分是因为自然界中并不真正存在纯粹的蓝色或蓝色色素。呈蓝色的生物必须吸收非常少量的能量,同时反射高能量的蓝光。由于穿透能够吸收这种能量的分子是一个复杂的过程,因此蓝色在自然界中的稀有程度不如其他颜色。 

稀少并不意味着完全不存在,因为植物和动物可以施展各种“魔法”来呈现蓝色。以下是一些很酷的蓝色动植物以及它们是如何拥有这种独特外观的。

电蓝色捕鸟蛛

2023 年,泰国的一组科学家发现了Chilobrachys natanicharum,即电蓝色捕鸟蛛。这些蜘蛛生活在各种栖息地,包括树木、红树林洞穴或地面的洞穴中。 

这种节肢动物的鲜艳色彩并非来自蓝色素,而是来自其毛发的独特结构。它们的毛发具有纳米结构,可以操纵照射在它们身上的光线,从而模拟出标志性的蓝色外观。根据光线的强度,这些毛发还可以呈现更紫的色调,产生虹彩效果。 

a black tarantula with bright blue legs
Chilobrachys natanicharum 是由一群科学家和一个流行的 YouTuber 发现的。图片来源:Yuranan Nanthaisong

此前,该物种曾在商业捕鸟蛛市场上出现,但这是首次对其自然栖息地或独特特征进行科学描述的研究之一。

蓝宝石龙虾

蓝龙虾看起来更像甜美的棉花糖,而不是我们通常看到的鲜美多汁的红色外壳。根据新英格兰水族馆的说法,大约有 200 万只龙虾中只有 1 只呈蓝色。 

今年五月,一位在英国南部捕鱼的渔民在他的渔网中发现了一只天蓝色龙虾。为了避免这只龙虾被端上餐桌,该标本被捐赠给了当地一家水族馆。在马萨诸塞州马布尔黑德法国也曾发现过蓝龙虾。

[相关:“芭比”提醒我们,粉色对每个人来说都是一种强大的颜色。]

自然历史博物馆前动物学馆长 Andrew Hebda 将这种龙虾比作一幅画。

“你画水彩画时,会加入一点蓝色,一点黄色,一点红色,一点绿色,然后将它们混合在一起,结果会怎样?泥浆。这就是你通常看到的龙虾,”Hebda 告诉加拿大广播公司。“这里发生的是,我们似乎没有那三种其他色素……你看到的是一种抑制了那些颜色的基因突变。”

蝉中的弗兰克·辛纳屈

今年五月,芝加哥郊外的一个家庭在今年已经极为罕见的双周期“蝉灾”中发现了一些特别的东西。与大多数蝉明亮的红色眼睛不同,这只雌性Magicicada cassin 拥有一双蓝色的眼睛。这种特殊的眼睛颜色是百万分之一的基因突变的结果。 

a cicada with blue eyes
来自伊利诺伊州惠顿的 Bailey 一家在他们家后院发现了这只特殊的蝉。图片来源:Greta Bailey

与它们更红眼睛的同类一样,蓝眼蝉寿命很短。它已经死亡,并被添加到菲尔德博物馆的昆虫幕后收藏品中。这个“地球生命图书馆”允许科学家研究各种标本。由于蓝眼蝉非常罕见,菲尔德博物馆的一个团队将尝试对其 DNA 进行测序,以了解赋予其独特眼睛的基因。

大蓝蜂

尽管看起来有点像一本苏斯博士的书里的插图,但蓝色的木蜂Xylocopa caerulea)生活在东南亚、印度和中国南方。它们的体长接近一英寸,显得格外壮硕,但它们并不特别具有攻击性。与其它蜜蜂不同,它们喜欢独居,而不是生活在繁忙的蜂巢里。 

除了黄色,蜜蜂还有各种颜色的,包括绿色紫色白色黑色,但这些蜜蜂的蓝绿色调使它们在昆虫标本收藏家之间很受欢迎。 

a large blue bee flying over a white flower
蓝色的木蜂不具攻击性。图片来源:Nick Volpe via iNaturalist CC BY-NC。

那么花朵和叶子呢?

不到 10% 的植物种类是蓝色的,甚至蓝莓本身在技术上也不是蓝色的。植物通过混合天然存在的色素来实现花朵的蓝色。花青素——或红色素——是植物最常使用的色素。它们的颜色可以通过改变酸度来改变。当与反射光结合时,这些变化会产生绣球花、蓝铃花和牵牛花等鲜艳的花朵。 

a blue hydrangea next to green leaves
像绣球花这样的蓝色花卉植物比有蓝色叶子的植物更常见。图片来源:Deposit Photos

生活在热带雨林地表的植物中,只有极少数拥有蓝色的叶子。缺乏蓝色叶子的主要原因是光的物理学。色素呈现的颜色与其反射的颜色相同。由于最常见的植物色素是绿色叶绿素,因此植物看起来是绿色的,因为叶绿素反射——而不是吸收——绿光。蓝光比可见光谱中的任何其他颜色光都具有更高的能量。蓝色的叶子意味着植物正在反射高能量光,并使用较低质量的光,这限制了生长。 

植物为什么要付出如此阻碍生长的努力来呈现蓝色,这一点尚不完全清楚,但一种独特的颜色可能有助于它们吸引像蜜蜂这样的传粉者

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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