在五彩斑斕的水果世界中,藍莓以其獨特的藍色格外引人註目。每當我們品嘗著這小巧而美味的藍莓時,或許很少有人會深入思考它那神秘的藍色究竟從何而來。
當我們仔細探究,便會發現藍莓之藍背後蘊含著大自然的無盡奧秘和生命的生存智慧。
藍莓之藍的疑問
當我們被要求說出各種顏色的水果時,紅色、橙色、黃色、綠色、紫色的水果都能輕松列舉出很多,可一提到藍色的水果,腦海中幾乎只能浮現出藍莓。這不禁讓人好奇,藍莓真的是藍色的嗎?
當我們切開藍莓,會發現其果肉白裏透黃,毫無藍色的跡象;將其榨成汁,呈現的是紫紅色。科學家的研究也證實,藍莓中只含有紅紫色調的花青素,根本提取不出任何藍色物質。
那麽,藍莓那醒目的藍色究竟是怎麽來的呢?
果蠟的探索
在日常生活中,我們都能體會到藍莓特別難洗幹凈,其表面總有一層洗不掉的白霜,就像荷葉一般。這層白霜其實是藍莓皮上的果蠟。
據目測,其成分主要是3萜和β-二酮。
凡是有果蠟的地方,藍莓就呈現出一種獨特的啞光藍。
用砂紙磨掉藍莓表層的果蠟,結果藍莓瞬間變成了黑莓,對比相當明顯。由此可見,藍莓的皮實際上是黑色的,是這層果蠟讓它看起來是藍色。
那這層果蠟本身又是什麽顏色呢?
我們發現果蠟不溶於水,但溶於油。於是,用油融掉果蠟,藍莓的表皮變成了深黑色,但我們的臉上並沒有留下任何藍色的銘印,這說明果蠟貌似沒有顏色。
接著,用氯仿浸泡藍莓,果蠟幾乎一瞬間就溶解了,然而泡了一堆藍莓後,氯仿一點顏色都沒有,這充分證明了果蠟就是無色的。
這就奇怪了,黑色的果皮加上一層無色的果蠟,怎麽就變成了藍色呢?能量在黑白之間是如何誕生自然界最稀缺的藍色調的呢?
結構色的奧秘
自然界的大部份顏色來源於物質分子對光的吸收和反射。
比如藍色的書,是因為其染料分子吸收紅綠光反射藍光。但肥皂泡泡的顏色卻不一樣,泡泡本來是無色的,然而當它的厚度在百奈米級時,會發生薄膜幹涉,從而變成了彩色。這就是結構色,是物質在微觀下的精細結構對光的幹涉、繞射、散射而產生的顏色。
世界上很多生物體內並沒有藍色的色素,但它們卻透過結構色為自身裝點出了藍色的外觀。
大藍閃蝶的翅膀本身是棕色的,但由於翅膀正面長出了類似於光柵的結構,獲得了閃耀的藍色,顏值大大提升。
青線笠螺原本不起眼,但其外殼上的周期性鋸齒結構讓它長出了藍色的虛線,令人食欲大增。
藍知更鳥羽毛中雜亂的氣血會更多散射藍光,使其變成了一只小藍鳥。擡頭看天空,雖然天上沒有任何藍色的東西,但無色的空氣分子對藍光有更強的瑞立散射,導致天空呈現藍色。
在這些案例中,顏色都不來自於物質的化學成分,而是源於微觀的物理結構對光的巧妙操作。
於是,我們大膽猜想,如果藍莓的果蠟也具有微觀結構,那藍莓的藍色豈不就是一種全新的奇妙結構色?
藍莓變藍的緣由
為了看到藍莓表面的微觀結構,我們將藍莓表面果蠟豐富的地方切下一小塊果皮制成樣品。透過電子顯微鏡觀察,放大27倍時,藍莓皮仿佛一塊平平無奇的狗皮膏藥;放大到1000倍,表面是荒草叢生的獨特細胞;放大到2萬倍,果蠟是相互對接的奈米級中空管道。
2024年2月,英國的Middleton等人證實了藍莓的藍確實不來自於任何色素,而是果蠟帶來的神奇結構色。藍莓果蠟自組裝成了奈米級的小管結構,強烈地散射藍光、紫光,從而在黑色的果皮上創造出了稀缺的藍色調。
為什麽藍莓不直接長出藍色的色素,而是要費盡心思弄出一套結構色呢?
從化學角度講,藍色物質通常有很大的共軛結構、雜原子和金屬原子,它們需要吸收能量極低的光就能達到激發態。合成藍色素對生命來說是非常困難的。
世界上只有不到十分之一的花朵是藍色的,只有幾種動物體內有藍色素,而且動物的藍色幾乎全是結構色。
色彩的奧妙
藍莓為什麽要執著地變藍呢?
在人類眼中,有感受紅綠藍的三種視錐細胞,但鳥擁有紅綠藍紫四色視覺,還能看見紫外線。
鳥對藍紫色物體的感知非常強烈。而藍莓果蠟的奈米結構不僅散射藍光,還散射紫光和紫外線,所以藍莓在人眼中是個啞光小藍球,但在鳥的眼中,卻是一顆閃爍著耀眼光芒的美味果實。
藍色難以獲取,別的生物選擇躺平放棄,只有藍莓在暗中努力,用一種非常有想象力的方式獲得了藍色,指引著鳥兒,完成了繁衍後代的使命。
在各種色彩繽紛的水果中,藍莓的結構色不僅是顏值的優勢,更是物競天擇、適者生存的大智慧體現。
藍莓之藍讓我們看到了大自然的奇妙創造和生命的頑強與智慧。
它提醒我們,在面對困難和挑戰時,不要輕易放棄,要像藍莓一樣,勇於探索創新,找到適合自己的生存方式。
同時,我們也應該對大自然充滿敬畏之心,珍惜大自然賦予我們的一切。大自然用它的智慧創造了無數的奇跡,藍莓之藍只是其中之一。
讓我們用心去感受大自然的美麗與神奇,與大自然和諧相處,共同創造一個更加美好的世界。