缤纷色彩

然ｌ动物世界

蝶翅色彩缤纷的奥

美丽的大自然用缤纷的色彩描绘了

个迷人的世界，人类也用色彩不断地

美化自己的生活。服装服饰、食品饮料、

装潢、园林、广告、商标……人类生活的

众多领域里都有色彩在大显身手。而蝴

蝶是自然界中最能展示缤纷色彩的动

物。它们是大自然的骄子，是美的化身。

彩蝶在百花丛中翩翩起舞的身姿尤为弓１

人入胜，总会唤起人们无穷无尽的联想，

古往今来，多少文人墨客为之痴狂。从生

物学的角度来看，蝴蝶的色彩又常与其

生活环境的色彩紧密相连，因而通常能

起到保护自身的作用。因此，深入研究蝴

蝶的色彩，进而开发这些色彩资源并应

用于色彩设计，对我们提高美术设计水

平具有十分重要的意义。

蝴蝶是鳞翅目昆虫家族的成员，目

前已知的有１７ ０００多种。它们的颜色主

５２ｌ绿箩作文 Ⅲ

◆文／杨红珍

要表现在翅膀上。它们的翅膀有的似精

美的刺绣，有的如闪烁的彩屏。颜色也是

蝴蝶的身份标志之一，即使相距很远，蝴

蝶也能从万千形态和色彩中识别出同

伴，甚至可以辨别出性别。有些蝴蝶所具

有的鲜艳外表还能对敌害起到震慑作

用，使其不敢捕食，有些蝴蝶的颜色还能

起到伪装的作用。

蝴蝶颜色的三种类型

蝴蝶翅膀的颜色概括起来有３种类

型，即色素色、结构色及混合色。

色素色，也称化学色，是因色素粒的

存在而呈现的，其颜色取决于光波的波

长和色素粒的化学成分。色素粒的化学

成分不同，对光波的吸收或反射也不同。

蝴蝶翅膀上含有无数不同的色素粒，可

以表现出红、绿、黄、蓝、青等各种颜色，

使蝴蝶五彩缤纷，十分艳丽。但是色素粒

所含的化学成分不稳定，氧化或还原等

化学反应会造成褪色或色彩消失，所以

蝴蝶标本宜避光保存。

结构色，也称物理色，是由于翅膀上

鳞片结构不同、所具有的物理属性也不

同而产生的不同颜色。在显微镜下，人们

可以看到这些鳞片有许多脊纹。某些种

类的脊纹由许多半透明的薄层组成，有

一定角度且充满空气，这些结构能使光

线产生折射、反射或干扰，从而形成各种

各样的光泽度。光泽的变化随着光照角

度的变化而变化，是导致颜色缤纷闪亮

的主要因素。这种物理结构是稳定的，只

是随着光线强弱的变化，颜色也会发生

强弱的变化而已。蝴蝶翅膀上的白色就

是结构色，是因翅上微小的透明颗粒将

光分散而产生的，其中并没有色素。

混合色，也称化学物理色或综合色。

很多种类的蝴蝶都同时具有化学色和物

理色，两者混合在一起，即翅膀上既有色

素粒存在又有特殊的物理结构（脊纹）存

在，因而从不同角度观察，人们就能看到

不同的光泽和美丽变幻的色彩。例如，珠

光裳凤蝶的后翅从正面看呈金黄色，这

是其本色，即色素色；而从侧面看，随着

观察角度的变化，便可以看到宝石般的

光泽。再如柳紫闪蛱蝶的翅膀，从正面

看，呈伴侣的英文 黄褐色并带有紫色光泽。其中的黄

褐色是本色，即色素色；紫色光泽是物理

色，是因光线折射或反射而产生的。

“色彩工厂”的纳米结构

２Ｏ世纪７Ｏ年代，英国科学家发现构

成蝴蝶翅膀上图案的细胞在幼虫时期就

已经存在了，研究人员通过对非洲彩蝶幼

虫进行的微型手术证明了这一点。这种非

洲彩蝶有一对漂亮的翅膀，其花纹看上去

极像公牛的一对眼睛。这种花纹在蝴蝶还

是蛹的时候就已经露出端倪。

荷兰科学家研究粉蝶和其他蝴蝶翅

膀的表面后发现，蝴蝶的“色彩工厂”就

是翅膀上的纳米结构。通过电子显微镜

他们发现，菜粉蝶翅膀的结构非常奇特，

由两层仅有３－４ ｍ厚的微小鳞片组成，

上面一层鳞片像屋瓦一样交替，每个鳞

片的构造也很复杂，下面一层则比较光

滑。蝴蝶翅膀这种井然有序的安排形成

了所谓的光子晶体，也就是纳米结构。这

种独特结构能使折射率各异的物质在纳

米层次有规则地排列，从而让特定颜色

的光高效地透过或者被拦截。这种纳米

结构不仅让蝶翅拥有不同的颜色，而且

同时体现出性别差异，追踪这一线索，异

性个体很快就能找到伴侣。

种类繁多的色彩构成

蝴蝶的色彩自古以来就为人们所赞

赏，并被广泛地模仿、借鉴，成为服饰和

绘画的素材。蝴蝶种类繁多，色彩各异，

特点鲜明。除了少数异型蝶的色彩分布

是不对称的以外，绝大多数蝴蝶的色彩

构成都是由中间向左右翅对称排列的。

就色相来说，有暖色、冷色、中间色，有彩

色、无彩色以及类似金属的闪光色等；就

明度来说，有明调、暗调、中间调：就彩度

来说，有纯色、浊色、中性色等类型。

蝶翅上色彩的分布有很多变化，如：

两翅色彩位置的变化，面积大小的变化，

色彩明度连续的变化，还有对比色、同类

色、邻近色以及彩色与无彩色混合排列的

变化等。另一方面，这些色彩分布变化既

有调和又有对比，如：空间面积的对比，明

暗纯浊的对比，冷暖色调的对比。一般来

说，调和的色，多为同类色与邻近色层次

的变化；对比的色，有补色或是同明度不

同纯度的色和不同明度不同纯度的对比

色。至于空间对比，往往是大面积与花纹

复杂的小面积相结合，大面积浅（深）色与

小面积深（浅）色的花纹交错。因此，在蝴

蝶的色彩中可以看到浓儿童朗读 淡色节奏的变化、

均衡的变化、对比的变化等特点。颜色的

变化也是多种多样的，有从里向外或从外

向里变化的，也有由上而下或由下重载和重写的区别 而上变

化的，或交错、或间隔、或推移、或晕色。

此外，在形状上还有大小点和粗细线条的

变化、大面积色彩与小面积色彩分割的变

化等。这些多种多样的变化不仅表现出

色彩的美丽，而且构成了既变化又统一的

纹样，给人以整体美的感受。

在蝴蝶的局部色彩组成中，有一些是

肉眼分辨不出来的。这时放大摄影技术

能为我们展现蝴蝶色彩的另一个奇妙世

界。研究蝴蝶的生态色彩，则可以了解蝴

蝶色彩和环境色的关系。一只蝴蝶身上

能分解出多种不同的色调与花纹，且每一

幅都是精美的图案，每一种都可以直接被

人类所利用。各种不同蝶类的组合则能

形成不同的类型、风格和色彩，进一步显

示出蝴蝶色彩的丰富内涵。

蝶翅色彩的广泛应用

有趣的是，科学家对蝴蝶色彩的研究

结果还曾应用于军事防御。第二次世界

大战期间，德军包围了列宁格勒，企图用

轰炸机摧毁城中的军事目标。苏联昆虫

学家施万维奇利用蝴蝶的色彩在花丛中

不易被分辨出来的原理，为当地的军事设

施设计出类似蝴蝶花纹的伪装。这样一

来，德军在飞机上看到的军事基地变成了

一片花草的海洋，从而有效地保存了苏军

实力，为苏军赢得战争的最后胜利奠定了

坚实的基础。此后，人们根据同样的原理

设计出迷彩服，从而大大减少了战斗中的

人员死亡。

如今，科学家通过光谱分析找出了蝴

蝶色彩的对比规律，其中一些色彩的整

体、局部或衍生色可以直带绿的成语 接应用在某些产

品上，也有部分色彩的应用侧重于其图案

构成，从而使蝴蝶色彩更加广泛团支部会议记录 地应用于

各种艺术品、纺织品的设计中。不仅如此，

人们还利用蝴蝶鳞翅的闪光原理，使纺织

动物世界

物在不同角度光线的照射下呈现出不同

的色彩，从而使服饰更加亮丽迷人。

此外，人们还以蝶翅为原料，巧妙利

用其颜色与图案，组成别具特色的蝶翅

画；充分利用蝶翅丝绒般的质感、变幻莫

测的自然光泽和自然天成的图案纹理，经

过精心构思和巧妙拼贴，创作出巧夺天工

的艺术精品。不久前，英国科学家研究了

热带蝴蝶的翅膀，并根据其色彩生成机理

制成了内部含有类似蝶翅图案的人造结

构，将来有望在贵重物品的防伪标识方面

得到广泛应用。

分布在印度尼西亚的燕尾蝶，其翅膀

上有很多非常细微的小槽，由类似鸡蛋外

包装纸盒一样凹凸的光学微结构组成，其

中角质层和空气层交错出现，因而蝶翅在

受到光线照射时会产生浓重的色彩，其复

杂的颜色变化主要通过这些小槽对光线

的反射而实现。

燕尾蝶或许还可以借助其自身的色

泽使自己“加密”，即面对潜在的配偶时呈

现出一种颜色，遇到捕食者时则呈现出另

一种颜色。其翅膀上的绿色闪耀斑块便

是大自然在光学设计方面独具匠心的最

好例证。在光学仪器下，这些斑块呈现出

明艳的蓝色，但若仅以肉眼观察，看到的

却是绿色。所以其同类看到的是蝴蝶身

上漂亮的蓝色翅膀，而捕食者看到的却是

一片翠绿的热带环境中并不起眼的绿色

斑块。这样一来，蝴蝶既可安全地与周围

环境融为一体，从而避免天敌的捕食，同

时又能保证与同类的有效沟通。

通过这项研究，科学家揭开了大自然

的又一个秘密，与此同时，又将相关知识

与科技最前沿的纳米技术结合起来，从而

成功地模仿自然界中复杂的光学设计。

显然，大自然在“自我组装”范畴内比人类

更胜一筹。然而人类的优势在于，能够使

用各式各样的人造材料，并优化人工制造

物体的光学结构。

科学家模仿蝴蝶翅膀的复杂设计，并

利用纳米技术制成了与其相仿的人工结

构，当光线投射其上时就会产生如蝴蝶翅

膀般艳丽而复杂的色彩。这种人造结构

中含有的“蝴蝶翅膀”图案效果看上去与

全息图类似，它产生的色彩效果很难模

仿，即使在光线很弱的情况下该图案也可

以很方便地被识别，因此具有极高的防伪

应用前景。现在，科学家仍在不断改进这

一技术，相信在不久的将来，人们就会看

到基于蝴蝶翅膀色彩结构原理的防伪光

标闪耀在纸币、信用卡或护照上。

洲．册

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