蝴蝶翅膀真的没有颜色吗？ _小知识

每一年的高考季，那些略显奇葩的作文题目必然火爆一时。这不，安徽省2015年的高考作文题刚刚公诸于众，便立刻成了生态爱好者们争相吐槽的对象。这篇作文要求考生根据提供的材料，写出一篇不少于800字的文章。阅读资料的主要内容是：”……操作扫描式电子显微镜，观察蝴蝶的翅膀。通过这台可以看清纳米尺度物体三维结构的显微镜，同学们惊奇地发现原本色彩斑斓的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩，显现出奇妙的凹凸不平的结构。原来，蝴蝶的翅膀本是无色的，只是因为具有特殊的微观结构，才会在光线的照射下呈现缤纷的色彩……”学霸或学渣们将写出何等奇文尚不得而知，这段话本身却很值得商榷。

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昆虫具备极其丰富的体色，这些颜色的来源大致可以分为两大类。一类主要依靠昆虫身体表面的化学色素显色，这样形成的色彩被称为色素色或化学色。不过，很多昆虫并不仅仅依赖化学色素装扮自己，阅读材料中提到的蝴蝶就是如此。作为鳞翅目昆虫，蝴蝶的两对翅膀上生有表皮细胞演化而来的无数鳞片，排列整齐地覆盖在半透明的基膜上。不同种类的蝴蝶鳞片中含有不同的化学色素，从而具备了不同的原色。蝴蝶的鳞片还具备沟、脊和瓦片状等纷繁复杂的微小构造，光线在这些结构之间发生复杂的折射、衍射和反射，最终会呈现彩虹般的梦幻色彩。这些颜色是光线在物理结构上变出的魔术，被称为结构色或物理色，这是昆虫体色的另一类来源。
蝴蝶翅膀上美丽多变的色彩，一般是色素色和结构色齐心协力的成果。蝴蝶的翅膀经常同时拥有很多种颜色，其中凝重的黑色、棕色和黄色往往是鳞片中色素的贡献，而鲜艳的红色、蓝色以及亮丽的荧光或金属光泽则是结构色的杰作。产生结构色的鳞片通常也含有色素，其中的一些嘌呤类和黄酮类的色素晶体还对结构色的形成起着重要作用，只是鳞片的原色可能与呈现的结构色不同而已。世界名蝶光明女神蝶有着美丽无比的亮蓝色翅膀，这是一种典型的结构色。造就这一奇观的众多鳞片，其真实的颜色却是暗淡的浅棕。即便如此，阅读材料中“蝴蝶翅膀本身是无色的”这一说法，显然完全不符合实际情况。

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安徽2015高考作文的阅读材料中还有一个重大问题，那就是对文中的扫描式电子显微镜有着错误的介绍。人类眼中无比微妙丰富的色彩，其本质是眼睛感光细胞对不同波长可见光的感知。人类可以感知的可见光波段，波长范围在400到760纳米之间。不论是色素色还是结构色，在可见光显微镜下蝴蝶翅膀的颜色和肉眼观察相比都不会有本质的不同，只是放大的图像可能会表现出更多的色彩细节。
可见光波长相对于病毒或更小的微观物体显得太长，因此可见光显微镜遇到了放大倍数的瓶颈。扫描式电子显微镜使用波长可短至0.2纳米的电子束进行扫描，放大倍数能达到可见光显微镜千倍以上。但是，电子显微镜的“光”源是电子束而不是可见光，只属于可见光波段的色彩概念在这种情况下毫无意义。不论最终显示黑白还是彩色的图像，都是电子显微镜把探测结果转变成人类可见的形式而已，并非被观测样品的真实颜色。对着电子显微镜这样的纯“色盲”谈论颜色问题，实在令人莫名其妙。