科学家们对蝴蝶翅膀颜色的变化有了更深入的了解

　　一位好奇的蝴蝶饲养员做了一个选择性交配实验，让科学家们对蝴蝶翅膀颜色的形成和进化有了更深入的了解。

　　这项研究由加州大学伯克利分校和伍兹霍尔海洋生物实验室的科学家领导，今天发表在《eLife》杂志上。

　　当生物学家偶然发现繁殖者的七叶蝶(通常是棕色的)通过选择性交配而展示出明亮的蓝色翅膀时，他们抓住机会去探索是什么导致了微小的重叠鳞片的颜色变化，这些鳞片产生了翅膀的颜色马赛克和图案。

　　他们发现，七叶树和其他朱诺属物种可以简单地通过调整翅膀鳞片底层(层)的厚度来创造彩虹状的结构颜色，这与肥皂泡产生彩虹色的方式相同。

　　结构色，通常用于蝴蝶和其他动物的蓝色和绿色，是由微观结构与光相互作用产生的，以增强某些颜色并减少其他颜色。

　　相比之下，色素是通过吸收特定颜色(波长)的光而产生的，通常用来产生黄色、橙色和棕色等颜色。

　　第一作者雷切尔·塞耶说:“令人惊讶的是，在如此多的蝴蝶翅膀鳞片中，看起来非常简单和朴素的薄层是结构颜色的最重要来源。”

　　先前对结构着色的研究主要集中在一些极端的例子上，主要涉及分析复杂的三维形状。

　　首先，研究小组表明，选择性培育的七叶树翅膀上的蓝色实际上是一种结构色，主要是由叶面产生的。然后，他们将这些蓝色鳞片与野生棕色鳞片进行比较，发现除了蓝色鳞片的层厚约75%之外，它们的总体结构是相同的。

　　最后，他们测量了九种Junonia和第十种Precis octavia的薄片厚度，并发现了与鳞片颜色的一致关系。

　　“在每一个Junonia物种中，结构颜色来自于层。他们正在生产大范围的层厚度，创造出不同颜色的彩虹，从金色到品红到蓝色到绿色，”塞耶说。“这有助于我们了解几百万年来结构颜色是如何进化的。”

　　研究小组发现，根据牛顿级数(薄膜的特征颜色序列)，随着层厚度的增加，颜色会发生变化。

　　他们发现了一种叫做optix的基因，可以调节层状结构的颜色，目前正在寻找其他的候选基因。

　　幸运的是，蝴蝶农民伊迪丝·史密斯选择了七叶树(Junonia coenia)作为她的交配实验。由于种种原因，它是科学家研究的理想物种。帕特尔说:“七叶树基因组被测序，其他实验室也在研究它，并开发了许多实验工具和协议。”“它在实验室里生长得相当好，这是一个很大的优势，因为许多蝴蝶很难饲养。”

　　史密斯培育的七叶树显示出从棕色鳞片到蓝色鳞片的“快速进化”，这帮助他们理解了调节层厚度的简单机制可以促进进化变化，这种变化可以跨越几代或数百万年。