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幾十年來,科學家們已經得知鳥類是如何得到黃色或紅色的羽毛:這些顏色是由鳥類所吃下去的色素所導致的。例如:紅鶴就是從水中篩選出藻類和甲殼類動物,並從中取得粉紅色的色素。而要弄清楚鳥類到底是怎麼獲取藍色羽毛才是真正的挑戰。牠們不可能從食物中取得藍色色素,因為像是藍莓含有的藍色色素會在鳥類進行消化時被毀壞。科學家們推論鳥類之所以看上去是藍色的原因和天空看上去是藍色的原因是一樣的:也就是紅色和黃色的波長能夠穿過大氣層,但是波長較短的藍色就反射回來並向四面八方散發出藍光。
耶魯大學的鳥類學家Richard Prum發現鳥類用別種方法形成藍色羽毛。「讓我們來看看這些鳥吧!」他一邊說,一邊拉開一個裝滿縫製的各種不同傘鳥(cotinga)表皮的抽屜,傘鳥是生活在中南美洲的一種鳥類。乍看之下,這些看起來都像是有著黑點的藍鳥,這種藍色很美。但仔細一看,不同種類的鳥又有著細微的不同的藍色。
為了找出鳥類藍色的起源,Prum和他的同事們在伊利諾亞州擁有可以產生超強X光的粒子加速器的Argonne國家實驗室裡,對幾乎是全部已經進化出藍色羽毛的鳥類代表的數百種羽毛進行分析。
Prum發現,隨著藍色羽毛的生長,一些不可思議的事情發生了。每個細胞中的弦角蛋白分子(stringy keratin molecule)與水分分離,就像是油從醋中分離一般。當該細胞死去的時候,其中的水分就會乾涸,並被空氣取代,留下了角蛋白與氣泡穿插的結構。這個結構就像海綿或者是裝在盒子裡的意大利麵一樣。當有白光照射到藍色羽毛的時候,角蛋白的式樣造成紅色和黃色的波長相互抵消,而這時光的藍色波長則互相增強並擴大,再反射到觀察者的眼中。結果就是:藍色,被科學家們稱為結構色(和色素色相反)的典範色,是由光與羽毛的3D排列相互作用而產生的。而氣泡和角蛋白的形狀、大小不同,則產生了藍色的深淺不同。
建立這樣一個精準的奈米模型是工程領域內的特殊壯舉,到目前為止,藍色已經單獨地從鳥類系統中衍生出了許多不同的的分支,尤其是雄性鳥類。這就引發了一個問題:為什麼會這樣呢?其中有一個論點是,擁有一身精緻的藍羽毛表示這隻鳥是一隻健康、吃得很好的雄性鳥類,牠在向潛在的伴侶展示自己的優良基因。Prum說, “這就像是交友網站match.com一樣,完整地告訴對方你有多少存款、你的家庭成員有誰、你的信仰、你有沒有性病這一類很現實的事情。但是他認為生物學家們對於雄性動物特徵,例如鹿角和火雞的垂肉就是給雌性動物的某些訊號的這個觀念是太過頭了。 「我認為這個理論可以是對的,但是大多數情況下都是不正確的」,他說:「也許牠們真的就只是為了漂亮而已。」
如果鳥類和人類一樣有審美觀呢?如果雌鳥只是喜歡漂亮的雄性,而不是成為冷冰冰的、生蛋的機器呢?Prum一直在教一門稱為「美麗進化論」的課程,同時也在研究一個將進化學和美學結合的理論;他認為在動物中,外表的美麗是跟著吸引力一起進化的。Prum和一群哲學家、數學家還有物理學家們一起合作,他跨學科領域思考的理念幾年前為他贏得了 MacArthur Fellowship獎學金,也可以稱之為“創意天才獎”。他正利用最高科技的工具來研究這一個古老的問題。 「這跟物理等問題有關,但真正重要的是雌性動物想要什麼?其實最重要的是美麗的外表。」
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http://www.smithsonianmag.com/science-nature/Why-Are-Some-Feathers-Blue.html