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      科學(xué)家在昆蟲翅膀上尋到寶

      2011-05-30 10:48:04劉錚
      關(guān)鍵詞:葉卡捷琳娜昆蟲學(xué)家蒼蠅

      劉錚

      蒼蠅、蜜蜂、蚊子和飛蟻……乍看之下,它們的翅膀透明單調(diào),平淡無奇。殊不知,就在這樸實(shí)的外表下,閃耀著一個(gè)如孔雀華羽般絢麗多彩、美輪美奐的世界。最近,在美國賓夕法尼亞大學(xué)一位生物學(xué)家的協(xié)助下,瑞典隆德大學(xué)的昆蟲學(xué)家葉卡捷琳娜·謝威托索瓦(Ekaterina Shevtsova)及其兩位同事幫我們摘掉了這層蒙眼布:當(dāng)他們將透明翅膀置于暗色背景上時(shí),一個(gè)五彩斑斕的世界霎時(shí)間浮出水面。更不可思議的是,除了繽紛的色彩外,不同物種、不同性別的昆蟲,其翅膀還有著各自獨(dú)特的穩(wěn)定圖案。

      小小的翅膀或許能幫助昆蟲互相交流,識(shí)別同類,甚至還能幫助昆蟲學(xué)家區(qū)分外形相似的物種,這一發(fā)現(xiàn)令昆蟲學(xué)家們瞠目結(jié)舌??墒牵ハx翅膀的華麗細(xì)節(jié)緣何能在人們眼皮底下隱藏這么久?

      其實(shí)早在1843年,昆蟲學(xué)家克洛德·夏爾·古羅(Claude Charles Goureau)就已注意到昆蟲翅膀能反射彩色。“某天,我們?cè)谛币曔@些半透明的無色膜翅時(shí),發(fā)現(xiàn)其光禿禿的表面呈現(xiàn)出綠色和紅色的色調(diào),其間偶爾還摻雜著橙色、紫色和藍(lán)色。”他在論文《昆蟲翅膀的彩虹色》(Mémoire sur lirisation des ailes des insectes)中這樣寫道。然而,這一發(fā)現(xiàn)很快被淹沒了——科學(xué)家們將其原理等同于肥皂泡效應(yīng):各種顏色因視角的轉(zhuǎn)換而隨機(jī)閃耀,一切皆是偶然。

      之后,科學(xué)家漸漸遺忘了這一發(fā)現(xiàn)。畢竟,他們的研究環(huán)境和工作方法都不利于揭示真相:博物館的無數(shù)標(biāo)本被分門別類地固定在各種白色背景上。葉卡捷琳娜·謝威托索瓦補(bǔ)充道:“以前,在實(shí)驗(yàn)室和顯微鏡下,我們總是習(xí)慣用酒精浸濕這些微小的翅膀,或?qū)⑵浣]在一種含油物質(zhì)中,然后放到明亮的背景上加以審視?!币簿褪钦f,研究人員每每都與正確的做法背道而馳。

      事實(shí)上,只需將活體或干燥的標(biāo)本置于黑色背景上,你便會(huì)洞悉透明翅膀的奧秘:它不僅有恒定的色彩,甚至還點(diǎn)綴有規(guī)則的圖案和紋理。葉卡捷琳娜·謝威托索瓦也是在無意中發(fā)現(xiàn)了翅膀的這一特征。有段時(shí)間,她為寫作博士論文而研究蒼蠅。“這很難解釋,某天,我拿著已經(jīng)悉心觀察過多次的蒼蠅標(biāo)本,突然察覺其翅膀上有個(gè)圖案宛如一幅精妙絕倫的名家畫作,且極易被忽視?!?/p>

      她的同事對(duì)此也無比錯(cuò)愕。生物學(xué)家喬斯坦·柯杰倫德森(Jostein Kjaerandsen)表示:“如同熟識(shí)的世界瞬間崩塌,在我潛心研究多年的蠅翅上,竟閃爍著一個(gè)我從未發(fā)覺的標(biāo)記系統(tǒng)?!?/p>

      此后,研究團(tuán)隊(duì)又將膜翅目昆蟲(一般有兩對(duì)膜質(zhì)翅,如蜜蜂、飛蟻)與雙翅目昆蟲(僅有一對(duì)翅膀,如蒼蠅、蚊子)的諸多翅膀進(jìn)行了系統(tǒng)類比。結(jié)果顯示,一幅幅精美的圖畫里閃耀著如彩虹般斑斕的色彩,只是唯獨(dú)缺少紅色這一許多昆蟲看不見的顏色。研究者們由此推斷,和蝴蝶一樣,昆蟲的翅膀亦有其特殊作用,尤其在求偶交配時(shí)充當(dāng)著個(gè)體獨(dú)一無二的標(biāo)記(不同性別的昆蟲有著各自不同的翅膀圖案)。“我們?cè)缇妥⒁獾嚼ハx的許多古怪習(xí)性,只是一直不解其中原因。例如,一些昆蟲在閑逛時(shí),為何其雙翅呈垂直狀。”這些顏色的發(fā)現(xiàn)者、巴黎自然史博物館的馬修·若龍(Mathieu Joron)強(qiáng)調(diào)說,“或許它們是在借此進(jìn)行彼此交流吧?!?/p>

      此外,瑞典的研究團(tuán)隊(duì)還指出,濃艷的色彩正是源于兩束光線的相互疊加。具體地說,昆蟲的翅膀由兩層扁平的透明甲殼素組成。這兩層甲殼素可同時(shí)反射光線,而當(dāng)反射回的光混合時(shí)便產(chǎn)生了顏色。具體看到什么色彩,取決于那一點(diǎn)的翅膀厚度,而翅膀的厚度不均則導(dǎo)致了彩虹色的呈現(xiàn)。對(duì)于同一種或同一屬的昆蟲而言,其翅膀的顏色相差無幾。因此,科學(xué)家們也可以根據(jù)翅膀區(qū)分外形相似的物種,即使面對(duì)用保護(hù)色來玩“障眼法”的機(jī)靈鬼,也能“火眼金睛”地看透其本質(zhì)。

      科學(xué)家有理由為此雀躍不已,發(fā)現(xiàn)昆蟲翅膀的秘密為昆蟲學(xué)研究打開了一個(gè)新領(lǐng)域,相信蒼蠅、飛蟻和其他蜂類的透明翅膀所蘊(yùn)藏的秘密不久也將真相大白。

      (摘自《看天下》2011年第18期)

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