蝴蝶的翅膀為什么五彩斑斕？

蝴蝶最大的特點莫過于那兩對色彩斑斕的翅膀，而其色彩之謎就源于覆蓋在翅膀上無數的微小鱗片。這些鱗片猶如鳥類的羽毛一般，長橢圓的外形，基部連有一小短柄嵌入翼膜內。鱗片顏色的來源主要有兩種，一個是自身生理代謝產生的色素顆粒，稱之為化學色；另一個是由于物理光學原理產生的，即結構色（物理色）。

鱗片的白、黃、紅、棕、黑大都形成于化學色，例如黃色和紅色產生于類胡蘿卜色素，而棕色和黑色來自于黑色素。這些都是蝴蝶能夠通過自身的生理代謝所產生的色素顆粒。而另一類色素顆粒，如形成白色和黃色的黃酮類色素顆粒，則需要間接來源于蝴蝶在幼蟲時期所攝食的植物色素在其體內的積留。這些色素顆粒雖有著各種鮮艷色彩，但卻容易由于各種化學作用而漸漸褪色甚至消失。而對于結構色來說，所能產生的顏色就更變化多端了。它實際上是光作用于鱗片表面脊、溝等微結構而發生光散射、干涉以及衍射的結果。這就是為什么我們總是能在陽光下看見蝴蝶藍綠色的翅膀總閃耀著彩虹色的金屬光澤。

蝴蝶的鱗片有兩層——表層和底層，往往底層以棕色和黑色等暗色為主，而表層顏色較為豐富，以亮色為主。雖然每個鱗片僅有一種顏色，但不同顏色的鱗片如屋瓦般有序地覆蓋著，于是構成了蝴蝶翅膀多樣的花紋。

我們了解了蝴蝶體色從何而來，那么，這多彩的顏色又有怎樣的功能呢？前一個問題是從微觀上解釋了蝴蝶體色的物質基礎，而后一個問題是要解決體色在宏觀上受到何種進化力的作用。蝴蝶的體色能提供三方面的作用：自我保護、個體交流和體溫調節。

體溫調節主要是通過翅膀鱗片上的黑色素吸收的太陽輻射能傳導至體內而引起體溫上升。蝴蝶是冷血動物，它不能通過自身代謝產生熱量保持體溫，只能靠翅膀的機械運動產熱以及太陽能來維持體溫。而其中，維持體溫的能量有14%是通過鱗片吸收而獲得的，這也解釋了為什么寒冷地區的蝴蝶體色更深一些。

體色的保護作用主要是用來抵御天敵，這是與天敵協同進化的結果。最著名的例子是枯葉蝶，飛行時翅膀正面是異常鮮明泛金屬光澤的橙藍色，而停立時翅膀收合露出其背面，儼然就是一片帶有點點病斑的褐黃色枯樹葉，這就是一種保護色。另外一種抵御天敵的策略是警戒色。自然界中一般具有亮麗體色的生物總能傳達出這樣的信息，“我味道不好或者我有毒”，這是對其潛在天敵的警告。所以，一些翅膀異常鮮艷的蝴蝶利用了這種警戒色的作用來減少被捕食的概率。還有一種我們比較熟悉的保護機制——擬態。見過翅膀上長了一對眼睛的蝴蝶嗎，這是蝴蝶通過翅膀上的花紋來模擬動物的眼睛以達到驚嚇捕食者的目的。

體色除了在自身保護方面起到重要作用，還在個體交流如雌雄配對時也是極其重要的信息元素。蝴蝶有比脊椎動物更廣的視覺光譜范圍，比如能看到短波長的紫外線。所以，某些蝴蝶種類可以通過特殊的紫外反射值或吸收值來識別異性。

事實上，蝴蝶體色并不能同時兼顧到自我保護、個體交流以及體溫調節這三個方面，更準確地說，蝴蝶真正的體色反應的是在這三者之間權衡的結果。