千百年来,人类一直惊叹于孔雀羽毛的绚丽色彩,而孔雀又常常被誉为极致之美、无尽之爱、天堂、纯洁以及“全知”的象征。如今,中国的科学家发现了孔雀羽毛色彩机制的奥秘。

复旦大学物理学家资剑教授及其研究小组在《美国科学院院刊》,上发表的一项研究成果表明,角蛋白和黑色素排列的微小变化是造成孔雀尾部羽毛色彩绚丽的根源(角蛋白也存在于人类指甲中,而黑色素是使人类皮肤变黑的一种物质)。资剑博士和他的同事在阳光下看到迷人的孔雀羽毛后,开始了孔雀羽毛色彩机制的深入研究。那么,到底是什么因素导致了雄性孔雀尾部羽毛绚丽的色彩呢?首先让我们先来看看孔雀羽毛的结构。事实上,每根孔雀羽毛都有一根坚硬的羽轴,羽轴两侧排列着羽枝,而每根羽枝的两侧又排列着更小的羽枝。科学家们用高倍显微镜观察小羽枝时发现,小羽枝表皮下面呈现由带有黑色素的微小角蛋白杆组成的周期结构,而不同颜色的羽枝又因这些基质的排列不同呈现微小差别。角蛋白杆排列的紧密程度以及相互叠加的层数决定了孔雀羽毛呈现黄、绿、蓝、棕等不同的颜色。

为了测试周期结构对形成颜色的影响,科学家们将孔雀羽毛浸入甘油中,并通过用清澈的液体填入微小气孔从而改变结构这一方法进行试验。结果发现,甘油的确略微改变了羽毛的颜色;而对于以色素来控制颜色的羽毛来说这种现象就不会发生。事实上,自然界中的大部分颜色是由色素造成的。例如,当光线照射在色素上,如果它吸收了除红色以外的所有颜色,光线反射到人们眼中便呈现红色。而与此不同,孔雀羽毛中带有黑色素的角蛋白杆的周期结构排列形成了不同的颜色。例如,一种排列反射黄色光,而另一种略微不同的排列则反射蓝色光。这种因结构排列形成的颜色类似于无色水滴在阳光照射下产生彩虹色相类似,但却与用颜料画彩虹的原理相反。

资剑博士及其研究小组指出,他们并不是最早介入孔雀羽毛研究的小组。事实上,著名科学家牛顿早在300多年前便提出,孔雀羽毛颜色不是来源于色素,而是来自于材料结构和光学的神奇作用。他们只是沿着牛顿的足迹进行了更深入的研究和探索。