為甚麼藍色動物如此稀有

真相追追追

雖然植物可以透過花青素產生藍色,但動物界大多數生物都無法製造藍色色素。任何在動物身上看到的藍色多是透過羽毛、鱗片和幾丁質等極細微結構經光線照射所產生的繞射現象,詳細的物理機制請參考先前這篇→〈結構色〉。經由繞射效應來實現藍色很容易,但並不意味著藍色只出現在有翅膀的生物中,一些毒蛙也能帶有鮮豔的藍色色彩。

影片5分57秒處提及 Olivewing蛺蝶才是具有藍色色素的少數動物之一,此色素為蝶藍素(Pterobilin)。在植物中能呈現藍色的色素則是 翠雀花素(Delphinidin),三色堇、蝶豆花與藍莓就含有這種色素,請參考先前的→〈蝶豆花〉、〈果醬中的科學〉。

生物體內若要合成這種藍色色素,得先具有特定的基因來生成所需的酶,比如玫瑰的基因因為無法產生翠雀花素,所以不管如何雜交都不可能產生藍玫瑰。但是若藉由基因工程將三色堇中克隆出來的翠雀花素基因轉殖到玫瑰的染色體中,就能生產出原本不存在於自然界的藍玫瑰→〈Challenge for blue roses〉。

就花卉而言,藍色的種類最少,僅約佔5%。最多的則是黃橙色,佔了31%,其他顏色請參考→〈Flower colours and their frequency〉。為了能觀察到藍光,色素必須吸收它的互補光,也就是橙色,並且在可見光譜的其他範圍內不吸收其他顏色。因此它必須吸收大約是2電子伏特的光子,也就是 12400/2 = 6200埃的橙色光(註:光子能量 E= hυ = hC/波長),亦即這種色素只能有一個 2eV 的激發態,不能再有別的多重激發態,這不容易做到。因為大多數的分子結構會同時擁有很多靠得很近的多重激發態,所以藍色色素就必須在它的分子中存在一些特殊的結構來限制其他的激發態,這在大自然中應該很難合成這種分子。就是因為如此,所以在動物的演化過程中,仍未出現具有能產生藍色色素的基因與合成酶,除非是像毒蛙那樣吃進藍色的毒性物質來呈現體色。

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Blue-colored Animals