人们常常迷醉于“夜之女王”郁金香的美丽之中，郁金香那闪耀着斑斓的花色被科学家们比喻为“月光下闪闪发光的皇家珍宝”。

如今，加拿大麦吉尔大学的研究人员们发现，郁金香如此璀璨多姿的花色，并非源于自身结构，也非化学作用的结果，而是一种物理作用的产物。

Chemical Physics杂志9月15日刊载了一项新的研究成果，该项研究描述了当遇光之后，植物的纤维素如何重组形成褶皱表面，从而使花朵的颜色斑斓，并引起花色的变化。

根据这种所谓“自造”机能，郁金香内部结构会对温度、湿度等因素的变化产生物理反应，花朵表面将白光分解成为不同颜色，从而造就花朵瑰丽的色彩，这种运作机能与蝴蝶和昆虫类似。

“这种内部构造被称为‘光子晶体’，”科技博客网站Gizmodo指出，“这些类似蝴蝶翅膀上和郁金香花瓣上的光子晶体会有选择性地对光源进行散射，很像一个衍射光栅。散射的效果类似于，当光线照射到CD光盘坑坑洼洼的凹槽上，会有很多彩虹般的‘闪光’出现。”

研究显示，被色素所吸收掉的光谱数量也会影响到各类生物改变自身颜色的能力。举例来说，日本有一种宝石金龟子，其角质层的黑色素能够吸收掉体内散射出的光线，将自己变为彩色。

研究团队称，在“动力性能”层面，纤维素的作用早已被广泛研究。领导这项研究的加拿大麦吉尔大学化学工程师Alejandro Rey表示，逐层检查时发现，纤维素有扭曲的趋势，这种扭曲可能会给纤维素“提供力量”。

“当朝某个方向集聚时，纤维素会得到加强”Rey教授说，“聚集扭曲会让纤维素获得多向硬度。”

“生存是植物的首要任务。”宾夕法尼亚州立大学的研究植物进化的生物学家Claude de Pamphilis对杂志记者说。

“美丽的花朵其实只是副产品，花朵的主要功能是为植物吸引授粉，”他说，“我们应当关注（植物）这一‘授粉’的特性，而花朵不过是在授粉过后，你在那里所能找到的一些小小的奖励。”

为了观察纤维素的扭曲变化如何影响植物外观，研究小组设计出了一个计算模型。他们通过计算模型发现，植物表皮下的螺旋组织自然造就了起皱的外层。这些因起皱而鼓起的小小的“脊”高度需要以纳米量级来衡量，而它们之间的间隔需以微米量级衡量。”

科技博客Gizmodo上曾有文章称： “不仅仅扭曲模式会影响到植物的外观，纤维素层的含水量同样影响着光学效应。含水量越多，纤维层的扭曲度越小，隆起的‘脊’间距就会越大。而间距又决定了哪些波长的光能够得到衍射。举例而言，环境中湿度的变化将导致460纳米波长的光（蓝色可见光）转化成为520纳米的光（可见绿光）。”

该篇文章首次发现了除标示力学行为外，扭曲的纤维素还能够推导出一些其他的光学变化。研究小组希望它们所设计出的模型能够改进诸如变色湿度传感器之类的光学仪器的设计。

“调查结果显示（胆甾纤维素的）光学性能和动力性能都同样振奋人心，”Rey说， “我们已经论证了植物的“盔甲”可以拥有绚丽夺目的色彩。”

 

（翻译：徐徜徉）