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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的，但是它究竟是什么，有什么作用？今天就讓小編來告訴你。
首先，小編買了兩只蝴蝶標本，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，實則為蝴蝶鱗片，也稱為鱗粉，由于其易脫落的特性，通常會沾染到碰觸者手上，同時，鱗片也是蝴蝶翅膀絢麗多彩的原因。
圖一
掃描電鏡帶你走進不一樣的蝴蝶世界
接下來，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，先對其進行噴金處理，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，端部圓滑無齒裂與端部多個齒裂鱗片，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
蝴蝶翅膀的顏色來源于翅膀上的一個個鱗片，每一個鱗片相當于一個色素點，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具有化學(xué)色和物理色，兩者混合在一起，即翅膀上同時具有色素顆粒和物理結(jié)構(gòu)。
針對以上蝴蝶鱗片顯色的原因，利用實驗室現(xiàn)有的設(shè)備，小編決定對蝴蝶鱗片進行大解（fen）剖（xi），主要利用FIB（ZEISS Crossbesm540），分別對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，有研究人員通過對其反射光學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn)，其所顯黃色來自于色素的選擇性吸收，該色素主要吸收紫外波段及藍光波段，而端部多齒鱗片截面結(jié)構(gòu)則沒有特征結(jié)構(gòu)。
今天小編利用實驗室現(xiàn)有的設(shè)備對蝴蝶翅膀進行了大剖析，你們還想看哪些腦洞實驗，趕快在下面留言吧！
圖六
參考文獻：
邱兆美.蝴蝶鱗片微觀結(jié)構(gòu)與模型分析[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2009；
關(guān)會英.典型蝴蝶鱗片結(jié)構(gòu)色形成機理及其微觀結(jié)構(gòu)研究[D].吉林大學(xué)，2007
彩蛋：
小編在對綠帶翠鳳蝶制樣后，對其他部位也進行了SEM觀察，發(fā)現(xiàn)蝴蝶翅膀上還有一根根長長的絨毛，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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