北极熊

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与自然共生指南三这,就是大自然的色 [复制链接]

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大自然呈现出的色彩美妙绝伦,

几个世纪以来,

人们一直试图捕捉这些自然色彩,

来点缀装饰、生活与信仰。

窗台、公园、林地、城郊…..

都为我们探索自然色彩提供了机会,

更重要的是,

这些绿色空间对我们的健康、幸福也有益处。

那么大自然是如何创造出如此神奇的现象,

我们人类又是如何试图复制这种美呢?

今天,就来和熊猫君

一起参加这场视觉色彩盛宴叭~

?CharlesBailey,bigfatbambini

相信大家都或多或少地熟悉这样一个事实:

一般来说,

物体之所以在我们看来是有颜色的,

主要是因为它们吸收了白光中的某些元素,

反射了其余部分。

因此,朱砂之所以是红色的,

是因为它吸收了入射光中除红色以外的所有成分,

并将红色反射,

这种选择性吸收的能力是朱砂的一个特质。

实际上,几乎所有的物体

都或多或少地进行选择性吸收,

但只有当吸收的是光谱的可见部分时,

我们才能确切地辨识出该物体是有色的。

?图片来源于网络

当这种有色体被用来为动物或植物

赋予牠们自身的颜色时,

它们在艺术上被称作染料;

但对生物学家来说,

这个术语仅代表植物或动物生产和储存色素的场所。

例如,玫瑰的颜色是由

存在于花瓣细胞中的红色色素产生的,

这种色素可以从这些细胞中提取出来。

?MartinHarvey/WWF

这是颜色产生的最简单的形式,

也是植物中较为常见的一种,

这样产生的颜色被称为色素色(Pigmentalcolours)。

自然界中一些较常见的色素分子包括

类胡萝卜素、叶绿素和花青素,

它们是产生各种色调的橙色、绿色和紫色的因素。

绿色常会与“生长”联系在一起,

想想每年春天树上冒出的绿芽,

常代表着生命新生,

这其实是叶绿素的杰作。

?GlobalWarmingImages/WWF

叶绿素是光合作用过程中的主要色素,

是植物将光能转化为化学能的必要条件,

然而叶绿素在光合作用中只能吸收红光和蓝光,

产生糖类,

而未被吸收的绿光则被反射,

令植物呈现绿色。

现在再想一下秋天美丽的落叶,

红色、橙色和*色的叶子从树枝上飘落,

这些颜色都是类胡萝卜素的杰作。

?OlaJennersten/WWF-Sweden

类胡萝卜素是光合作用中的次级色素,

能够吸收蓝光,光谱中从红到*的光就会被反射回来。

由于它吸收不同波长的能力较弱,

在能量转化方面远不如叶绿素有效,

通常只有当叶子的叶绿素储备被耗尽时,

它才会成为光合作用的主要色素。

我们再来想一下蓝莓或黑莓中

明亮的蓝色和紫罗兰色是从哪里来的?

紫色系通常在自然界中被认为是花青素的结果,

花青素被认为可以对抗活性氧,

这种化学活性化合物与细胞死亡和DNA损伤有关,

会导致衰老加速和癌症等疾病。

?HartmutJungius/WWF

虽然植物的绝大多数颜色

都是用这种简单的方法产生的,

但我们也能在大自然中发现颜色产生的另一种迹象,

这种迹象在鸟类和蝴蝶身上最为明显。

像是蜂鸟的华丽色彩,

会随着牠的每个动作而发生变化,

这并不是羽毛上的色素染色产生的,

原理其实与许多宝石近似,

即是通过充分显现的各种外部条件所决定的光学效应,

甚至有些蜂鸟就是以宝石的名字命名的哦~

?CatherineDesRochers

动物身上许多亮丽的色彩也都是类似的光学效应,

但由于这些色彩是由有色部分的特殊结构所产生的,

因此也更常被称为结构色(Structuralcolours)。

一些典型的示例像是大家熟悉的孔雀,

如果将孔雀的羽毛举在窗前,

手和视线保持水平高度,

然后缓慢转动手腕,

会发现羽毛呈现的颜色出现了周期变化。

?OlaJennersten/WWF-Sweden

是因为在这种情况下,

颜色会随着反射光的入射角度变化而变化。

如果将羽毛举起来对着光线,

那么它的颜色便会消失,

取而代之的是暗棕色或黑色。

在结构色中,

白色或许是最容易理解的例子;

除极少数情况外,

白色也总是结构色。

像是北极熊的“白色外衣”就是这样的一个原理:

即无色固体微粒之间

插入大量气泡或其他气体所产生的光的全反射。

所以北极熊看起来是白色的,

其实牠们的皮肤是黑色的。

?WWF-US/ElisabethKruger

此外,过去在对鸟类结构色的研究中发现,

某些结构色在反射光下是没有明显变化的,

因此很难与色素色区分开来,

可被归类为客观结构色(ObjectiveStructuralcolours);

同样,根据被观察的角度而变化的情况

可被归类为主观结构色(SubjectiveStructuralcolours)。

在客观结构色方面,

绿色和蓝色是最好的例子。

绿色通常是在*色色素和结构变化的共同作用下产生的,

因此绿色羽毛在透射光下通常呈现淡*色;

蓝色也似乎总是与组织中存在的深色色素有关,

在鸟类中大多是这样,

在昆虫中可能也是相同原理。

?WWF-Sweden/GermundSellgren

正如我们所看到的,

生物体的一些最为美丽的颜色是光学效果,

或者是由一种色素和某种结构结合而产生的。

但绝大多数植物和许多动物的颜色都仅仅来源于色素,

这也与我们的日常生活息息相关。

虽然艺术家和从事染料产业的人

最熟悉的染料或着色物质

大多为人造有机物和金属无机化合物,

但天然有机染料长期以来同样备受

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