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蝴蝶翅膀上的粉末有什么作用（你不知道的事之蝴蝶篇）
你是否還記得小時(shí)候被蝴蝶炫麗的色彩吸引，因捕捉到一只蝴蝶歡呼雀躍，同時(shí)發(fā)現(xiàn)自己手上沾到了類似粉末的東西，我們都知道這種粉末是從蝴蝶翅膀上掉下來(lái)的，但是它究竟是什么，有什么作用？今天就讓小編來(lái)告訴你。
首先，小編買了兩只蝴蝶標(biāo)本，一只綠帶翠鳳蝶，一只尖鉤粉蝶，以綠帶翠鳳蝶為例，它的翅膀上主要分布了黃綠色，綠色，紫色、藍(lán)色以及暗棕色，選取它后翅和翅尾部分在光學(xué)顯微鏡下觀察，可以看到蝴蝶翅膀上有一層層的覆蓋物，這些覆蓋物呈片狀分布，且像房頂瓦片一樣排列有序，在光學(xué)顯微鏡下有的呈現(xiàn)出鮮艷的紫色、藍(lán)色，有的呈暗棕色，如圖一所示，而這一層層排列有序的片狀覆蓋物，實(shí)則為蝴蝶鱗片，也稱為鱗粉，由于其易脫落的特性，通常會(huì)沾染到碰觸者手上，同時(shí)，鱗片也是蝴蝶翅膀絢麗多彩的原因。
圖一
掃描電鏡帶你走進(jìn)不一樣的蝴蝶世界
接下來(lái)，小編分別選取綠帶翠鳳蝶和尖鉤粉蝶翅膀上部分鱗片在ZEISS Gemini 500 SEM下觀察，由于蝴蝶翅膀不導(dǎo)電，先對(duì)其進(jìn)行噴金處理，用到的設(shè)備為Gatan PECS 68C（精密Ar離子拋光鍍膜儀），其中綠帶翠鳳蝶翅膀上鱗片分布如圖二所示。
圖二
與光學(xué)顯微鏡照片對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，綠帶翠鳳蝶翅膀上的鱗片結(jié)構(gòu)主要有兩種，一種鱗片端部圓滑無(wú)齒裂，肉眼觀察呈鮮艷色；另一種為基層多齒鱗片，肉眼觀察為暗棕色。
對(duì)兩種鱗片放大后觀察可以看到，其均具有表面非光滑形態(tài)，且鱗片表面都有縱向平行周期分布的脊脈，脊脈與脊脈間的間隔基本保持固定，其中圖三所示端部圓滑無(wú)齒裂的鱗片，兩脊脈間分布著凹坑形的結(jié)構(gòu)，圖四所示基層多齒鱗片，脊脈與脊脈間結(jié)構(gòu)呈網(wǎng)格狀分布。
圖三
圖四
與綠帶翠鳳蝶相同，尖鉤粉蝶的翅膀上也分布著兩種鱗片，如圖五所示，端部圓滑無(wú)齒裂與端部多個(gè)齒裂鱗片，同樣兩種鱗片表面脊脈均平行等間距分布，且脊脈間橫肋呈平行網(wǎng)格狀分布。
圖五
蝴蝶顯色奧秘
蝴蝶翅膀的顏色來(lái)源于翅膀上的一個(gè)個(gè)鱗片，每一個(gè)鱗片相當(dāng)于一個(gè)色素點(diǎn)，蝴蝶鱗片顯色的原因主要分為三大類：
色素色，又稱化學(xué)色，是一種由鱗片內(nèi)部存在某些化合物造成的，也是自然界昆蟲著色的基本形式，這些化合物吸收某種波長(zhǎng)光波，反射其他光波從而形成各種顏色。
結(jié)構(gòu)色，又稱物理色，由鱗片具有的特殊結(jié)構(gòu)引起，這些結(jié)構(gòu)能夠使光線發(fā)生折射、反射、衍射或干涉，從而產(chǎn)生的各種顏色。除蝴蝶外，甲蟲體壁表面的金屬光澤和閃光等也是典型的結(jié)構(gòu)色。
混合色，又稱化學(xué)物理色或綜合色，很多種類的蝴蝶都同時(shí)具有化學(xué)色和物理色，兩者混合在一起，即翅膀上同時(shí)具有色素顆粒和物理結(jié)構(gòu)。
針對(duì)以上蝴蝶鱗片顯色的原因，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備，小編決定對(duì)蝴蝶鱗片進(jìn)行大解（fen）剖（xi），主要利用FIB（ZEISS Crossbesm540），分別對(duì)綠帶翠鳳蝶和尖鉤粉蝶兩種不同的鱗片的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行分析，其中第一列為端部圓滑鱗片，第二列為端部多齒鱗片，如圖六所示，截面切后發(fā)現(xiàn)，綠帶翠鳳蝶端部圓滑鱗片截面為由約7對(duì)空氣介質(zhì)層與殼質(zhì)材料組成的多層膜結(jié)構(gòu)，相同介質(zhì)膜層形態(tài)、尺寸、間距等基本相同，也正是因這種層狀結(jié)構(gòu)使入射光發(fā)生多層膜干涉而顯色；尖鉤粉蝶端部圓滑鱗片截面則類似塔層狀，有研究人員通過(guò)對(duì)其反射光學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，其所顯黃色來(lái)自于色素的選擇性吸收，該色素主要吸收紫外波段及藍(lán)光波段，而端部多齒鱗片截面結(jié)構(gòu)則沒(méi)有特征結(jié)構(gòu)。
今天小編利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備對(duì)蝴蝶翅膀進(jìn)行了大剖析，你們還想看哪些腦洞實(shí)驗(yàn)，趕快在下面留言吧！
圖六
參考文獻(xiàn)：
邱兆美.蝴蝶鱗片微觀結(jié)構(gòu)與模型分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2009；
關(guān)會(huì)英.典型蝴蝶鱗片結(jié)構(gòu)色形成機(jī)理及其微觀結(jié)構(gòu)研究[D].吉林大學(xué)，2007
彩蛋：
小編在對(duì)綠帶翠鳳蝶制樣后，對(duì)其他部位也進(jìn)行了SEM觀察，發(fā)現(xiàn)蝴蝶翅膀上還有一根根長(zhǎng)長(zhǎng)的絨毛，放大后觀察絨毛是圓柱狀的，且由平行間隔的脊脈與橫肋交織包裹而成，如圖七所示。
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