

如果你掰开一个 成熟的蓝莓,其表面的蓝色外皮与果实内部的 深红色紫色 并不相符。然而,它们的 外皮实际上并不含蓝色素,而蓝色素通常是造成这种颜色的原因。相反,其天然蜡质涂层上微观结构的随机排列,使得这些浆果呈现出蓝色。相关研究发现发表于 2 月 7 日的 《科学进展》期刊,并且可以应用于其他水果,如李子、黑刺李和杜松子。
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蓝色是 自然界中一种非常罕见的颜色,不到 十分之一的植物 拥有这种人类最爱的颜色。部分原因是自然界中不存在真正的蓝色素。为了呈现蓝色,植物和动物的分子都需要“施展魔法”才能使人类肉眼看到蓝色。在某些花朵(如蓝铃花)中,这主要是通过将天然存在的色素或着色剂以特定的方式混合来实现的,就像你可以 混合不同颜料来改变颜色 一样。名为 花青素 的红色素在自然界中最常见,其酸度变化会改变颜色。结合反射光,一天花、绣球花和矢车菊都可以拥有色彩斑斓的蓝色花朵。植物为何会如此费力地呈现蓝色,原因尚不完全清楚,但这种独特的颜色 可能有助于吸引蜜蜂等授粉者。
对于 蓝莓 来说,其蓝色光泽来自于 表皮上自然生成的薄层蜡质。在植物界, 蜡质具有多种功能,包括作为自洁涂层或 额外的保护,但科学家们对蜡质的具体作用和原因仍知之甚少。
“我们意识到,自然界中有大量的蓝色素,也有‘小技巧’,即自然界在没有色素的情况下制造蓝色的方法,”该研究的合著者、布里斯托大学物理学家 Rox Middleton 告诉《流行科学》。“我们只是不知道——也找不到任何记载——为什么蓝莓和类似的浆果是蓝色的。”
简单挤压无法提取蓝莓中的蓝色,因为蓝色并不存在于挤压果实后产生的有色汁液中。这让研究团队认为这种颜色有些异常。
在 这项研究 中,Middleton 和团队使用电子显微镜检查了蓝莓的蜡质。他们发现,包裹蓝莓的蜡质层由微小结构组成,这些结构通过散射蓝色和紫外线 (UV) 光,同时吸收其他颜色的光来发挥作用。这种结构使得浆果在人类眼中呈现蓝色,而对 鸟类和其他能看到紫外线 的物种来说,它们呈现蓝/紫外线色,尽管蜡质本身并不含有蓝色素。
为了更近距离地观察,他们从浆果上剥离了外层蜡质,并在实验室中将其重新结晶在卡片上。他们创造了一种新的蓝-紫外线涂层,并从表皮上移除了产生颜色的极薄物质,即着色剂。它只有大约两微米宽, 不到一根头发丝。

“它们(着色剂)会散射蓝色和紫外线,让其他颜色不被吸收地通过,”Middleton 说。“这就是为什么下面有深色色素‘吸收’其余光线如此重要。如果下面有亮色色素或白色散射材料,这些光就会穿透过来,颜色看起来就会混合或褪色。”
蓝莓表皮中的紫外线是否会吸引鸟类 尚不完全清楚。该研究确实表明,自然界已经进化出一种 “非常巧妙的技巧”,即通过超薄层来实现重要的着色效果。令人惊讶的是,这之前从未被记载过,而且团队能够重新结晶蜡质并创造出新的蓝色涂层。
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“有一些迹象表明一种类似的效应存在于某种毛虫身上,但我可以说,关于光谱的研究并没有发表太多,”Middleton 说。
在实验室中重现这种着色剂可能为创造新型颜料开辟道路。该团队计划研究更简便的方法来重现这种涂层,并将其用于制造更可持续、 甚至可食用的紫外线和蓝光反射涂料。
“这真是个很好的提醒,我们周围的世界还有很多有待发现,”Middleton 说。“植物太神奇了!”