科學(xué)家在昆蟲翅膀上尋到寶

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）