[科普中國(guó)]-愛(ài)美之心雄皆有之 雄孔雀為何開(kāi)屏

“嗟乎！士為知己者死，女為悅己者容?！?/p>

——《戰(zhàn)國(guó)策?趙策一》

即將過(guò)去的夏天是一個(gè)激情燃燒的季節(jié)，妹子們換上絲襪，穿起短裙，撲個(gè)粉兒，描個(gè)眉，燙個(gè)大波浪的頭發(fā)，撐著遮陽(yáng)傘，走在路上花枝招展的，還真是讓人賞心悅目。

但當(dāng)我們的鏡頭轉(zhuǎn)換到自然界時(shí)，卻是畫(huà)風(fēng)突變。

圖片來(lái)源：www.vcg.com

那些外表艷麗的小動(dòng)物通常被我們定義為自然界美的象征，然而得知讓我們感到賞心悅目的“大美女”其實(shí)是雄性的時(shí)候，會(huì)不會(huì)有點(diǎn)大跌眼鏡？

一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物界的雄性可比雌性更愛(ài)美。

《西游記》中俏麗的孔雀公主（圖片來(lái)源：www.shangc.net/）

西游記續(xù)集中，孔雀公主為唐僧獻(xiàn)上一曲《伴君常開(kāi)花一朵》，想憑借俊俏的臉蛋，婀娜的身姿分分鐘拿下唐僧。直到后來(lái)在動(dòng)物園觀(guān)看孔雀開(kāi)屏，卻被告知開(kāi)屏的那只是雄鳥(niǎo)，還真是有點(diǎn)瞠目結(jié)舌呢。

孔雀開(kāi)屏（圖片來(lái)源：https://image.baidu.com/）

孔雀，是雞形目、雉科、 孔雀族的統(tǒng)稱(chēng)。其中的綠孔雀種，也就是我們最常在動(dòng)物園觀(guān)看的種類(lèi)，已經(jīng)瀕臨滅絕，被列為國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物。

雄性孔雀頭戴冠羽，胸部長(zhǎng)滿(mǎn)亮綠色的羽毛，拖著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的尾上覆羽，上面點(diǎn)綴著許多鮮艷的眼斑。然而身邊的雌性孔雀就未免相形見(jiàn)絀了。

孔雀為什么要開(kāi)屏？

每逢孔雀開(kāi)屏都會(huì)吸引大量游客駐足觀(guān)摩，可謂是一種視覺(jué)享受。只不過(guò)這位公子應(yīng)該不是為了像狗搖尾巴一樣討好人類(lèi)，而是為了吸引他的心上人吧？

事實(shí)真是如此嗎？科學(xué)家們對(duì)于“孔雀開(kāi)屏”的原因有三個(gè)假設(shè)。

①防御

某些體型小的動(dòng)物在面對(duì)威脅時(shí)，會(huì)盡力舒展身軀，使自己看起來(lái)更具威脅性，以此來(lái)恐嚇敵人，達(dá)到保護(hù)自己的目的。

俄國(guó)作家屠格涅夫筆下的《麻雀》曾選入我國(guó)小學(xué)語(yǔ)文教科書(shū)，文中的麻雀在遇到獵犬時(shí)“扎煞起全身的羽毛，絕望地尖叫著”，正是一種防御的姿態(tài)。

有人曾在野外發(fā)現(xiàn)，當(dāng)孔雀遇到獨(dú)狼威脅時(shí)，利用開(kāi)屏震懾住敵人，為自己爭(zhēng)取了逃脫的時(shí)間。

圖片來(lái)源：www.1905.com/

②示威

在自然界中常常是“兩雄相遇勇者勝”，雄性之間有著天生的排斥性。狒狒首領(lǐng)在自己的領(lǐng)地里昂首闊步，意思是警示其他雄性成員他才是這片土地的“大王”，即使這么做會(huì)容易將自己暴露在天敵的攻擊下；同樣，在斗雞場(chǎng)上，兩只公雞做好了進(jìn)攻的準(zhǔn)備：脖子周?chē)拿Q了起來(lái)，小臉兒也憋得通紅，眼睛瞪得又大又圓，就連頭上的冠子也變得發(fā)紫了，做出一副兇神惡煞的模樣就是為了從氣場(chǎng)上震懾住對(duì)手。

圖片來(lái)源：https://www.vcg.com/

進(jìn)入繁殖期，孔雀會(huì)出現(xiàn)“占區(qū)”的現(xiàn)象。當(dāng)一個(gè)群體的孔雀接近另一個(gè)群體的領(lǐng)地時(shí)，后者會(huì)立即向前發(fā)出粗厲的鳴叫，甚至突然打開(kāi)尾屏。面對(duì)比自己體形弱小的動(dòng)物，比如蛇、錦雞、雉雞時(shí)，孔雀雄鳥(niǎo)也會(huì)表得異常興奮，并有可能打開(kāi)尾屏。

③求偶

在物競(jìng)天擇的自然界中，雄性動(dòng)物為了爭(zhēng)奪交配權(quán)而進(jìn)化出各式各樣的求偶本領(lǐng)。

（圖片來(lái)源：https://en.wikipedia.org/）

變色龍可以通過(guò)收縮和舒張皮膚內(nèi)的色素細(xì)胞來(lái)快速變化體色，雄性在求偶時(shí)會(huì)盡力變換出艷麗的顏色來(lái)吸引雌性的注意，表面是在展示華麗的“衣裝”，實(shí)則是在炫耀自己的雄性體質(zhì)，因?yàn)榇菩允歉鶕?jù)顏色的鮮艷程度來(lái)判斷雄性的健康狀況。沒(méi)辦法，誰(shuí)讓這些“女人”都是視覺(jué)動(dòng)物呢！

在鳥(niǎo)類(lèi)中，通過(guò)鮮艷的外表來(lái)吸引雌性的方法也最為常見(jiàn)。紅翅黑鸝通常以全身烏黑的形象出鏡，之所以叫紅翅，是因?yàn)樵趦杉缟祥L(zhǎng)著亮紅色的肩羽，隱藏在黑色的羽毛下。一旦進(jìn)入繁殖期，雄鳥(niǎo)就會(huì)頻頻露出肩膀來(lái)吸引雌鳥(niǎo)的注意。難怪當(dāng)下露肩裝這么流行呢！

綠孔雀在二月中旬進(jìn)入繁殖期，也標(biāo)志著新一年的“孔雀選美大賽”拉開(kāi)帷幕。此時(shí)的雄性孔雀?jìng)儠?huì)在“裁判”面前，打開(kāi)自己華麗的尾屏，炫耀自己強(qiáng)健的體魄。

目前認(rèn)為，孔雀開(kāi)屏是對(duì)外界性刺激或非性刺激的興奮的表現(xiàn)。盡管引發(fā)孔雀開(kāi)屏的因素不一而論，但炫耀求偶仍然是孔雀開(kāi)屏的最重要?jiǎng)訖C(jī)。只有博得雌性青睞的雄鳥(niǎo)才能夠?qū)⒆约旱幕騻鬟f下去。

與藍(lán)孔雀和綠孔雀不同，剛果孔雀演化出了一夫一妻的婚姻制度。根據(jù)用進(jìn)廢退的原理，孔雀無(wú)需通過(guò)炫耀來(lái)爭(zhēng)奪交配權(quán)，尾屏也隨之退化，從側(cè)面印證了孔雀開(kāi)屏的生理學(xué)意義。

求偶的套路

孔雀的求偶可不止開(kāi)屏這么簡(jiǎn)單，為了把前戲做足，雄孔雀可是費(fèi)盡心思研究了求偶的套路。

我國(guó)科學(xué)家龐秉璋，經(jīng)過(guò)多年的觀(guān)察研究，將孔雀的求偶行為分成五個(gè)部分：

①開(kāi)屏

雄鳥(niǎo)抖動(dòng)身體將尾上覆羽上翹并向兩側(cè)展開(kāi)呈扇狀， 具有金屬反光的眼斑均勻地分布在屏面上，寬闊的尾屏除了炫耀還起到阻攔雌鳥(niǎo)逃避的作用。

②迴轉(zhuǎn)

開(kāi)屏后雄鳥(niǎo)會(huì)以尾屏的前后面交替面對(duì)雌鳥(niǎo)，利用前后面艷麗和暗淡的視覺(jué)對(duì)比刺激雌鳥(niǎo)。轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)和角度根據(jù)雌鳥(niǎo)的動(dòng)態(tài)和位置而定。

③舞步

雄鳥(niǎo)以橫移步或斜移步逼近雌鳥(niǎo)，使尾屏盡可能接近對(duì)方。雌鳥(niǎo)快速躲避時(shí)，雄鳥(niǎo)則以雌鳥(niǎo)為中心呈弧形奔馳。

④奏鳴

孔雀善于舞蹈但叫聲粗厲，求偶時(shí)雄鳥(niǎo)通過(guò)抖動(dòng)尾屏，使尾羽和尾上覆羽摩擦發(fā)出聲響，彌補(bǔ)了鳴叫的單調(diào)。

⑤弄姿

孔雀開(kāi)屏后使尾屏盡力向頭部靠攏炫耀羽色，而屏后羽毛顏色暗淡。當(dāng)以屏后面對(duì)雌鳥(niǎo)時(shí)，雄鳥(niǎo)主要靠?jī)梢砩舷绿崂秳?dòng)來(lái)吸引對(duì)方的注意。

孔雀的羽毛為什么如此“美艷”？

孔雀絢麗多彩的羽毛極具視覺(jué)沖擊力，孔雀開(kāi)屏可以稱(chēng)得上是自然界中極為罕見(jiàn)的景觀(guān)，也吸引了眾多科學(xué)大咖前來(lái)圍觀(guān)。

圖片來(lái)源：www.sohu.com/

看到蘋(píng)果落地，牛頓的一句“為什么？”問(wèn)出了萬(wàn)有引力定律；

看到孔雀開(kāi)屏，牛頓還是一句“為什么？”便為“揭示孔雀羽毛中的秘密”打開(kāi)了先河。

300多年前，牛頓就指出，鳥(niǎo)羽和昆蟲(chóng)的顏色不僅僅來(lái)源于色素，還來(lái)源于物理結(jié)構(gòu)。時(shí)至今日，我們因?yàn)檎驹诰奕说募绨蛏希靡钥吹酶忧宄?/p>

什么是結(jié)構(gòu)色？

自然界中的大部分顏色是由色素造成的，例如樹(shù)葉中含有豐富的葉綠素，可以吸收除綠光以外其他顏色的光，唯獨(dú)綠光被反射回來(lái)，因此在我們眼中呈現(xiàn)出綠色。

自然界還有一些顏色是通過(guò)納米結(jié)構(gòu)與光的共同作用造成的干涉，散射、衍射等效應(yīng)形成的，例如水滴在陽(yáng)光折射下產(chǎn)生彩虹。

如果我們從不同角度觀(guān)察孔雀，可以發(fā)現(xiàn)羽毛的色彩會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做“虹彩效應(yīng)”，是由于光學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)光的選擇性反射，使得色彩隨著觀(guān)察角度的變化而變化。這是結(jié)構(gòu)色的特點(diǎn)，也是色素色所不具備的。

孔雀羽毛的光學(xué)結(jié)構(gòu)

利用顯微鏡技術(shù)，科研人員發(fā)現(xiàn)雄性孔雀羽毛的小羽枝表皮下面存在著生物光子納米結(jié)構(gòu)——由帶有黑色素的“角蛋白桿”周期性排列形成。當(dāng)受到光束照射時(shí)，該結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)光子形成良好的干涉和疊加現(xiàn)象。

孔雀羽毛綠色部分的光學(xué)顯微結(jié)構(gòu)

（圖片來(lái)源：龔，盧永凱, 王紅鳳等. 孔雀羽毛的納米結(jié)構(gòu)生色機(jī)理及其仿生結(jié)構(gòu)器件的應(yīng)用初探）

入射的自然光與周期性的納米結(jié)構(gòu)相互作用產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色，角蛋白桿排列的緊密程度以及疊加層數(shù)決定了孔雀羽毛呈現(xiàn)黃、藍(lán)、綠、棕等不同顏色。

結(jié)構(gòu)色相比色素色有諸多優(yōu)點(diǎn)，如具有虹彩色澤、高亮度、色彩飽度、可調(diào)整性、不褪色等。因此，結(jié)構(gòu)色在生物仿生制備新型環(huán)境友好顏料等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。

孔雀羽毛是自然界最完美的結(jié)構(gòu)生色，相信由其引導(dǎo)的色彩革命，可以使我們的科技與生活變得更加絢麗多彩。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔, 盧永凱, 王紅鳳,等. 孔雀羽毛的納米結(jié)構(gòu)生色機(jī)理及其仿生結(jié)構(gòu)器件的應(yīng)用初探[J]. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)網(wǎng)絡(luò)版(預(yù)印本), 2010, 46(1):859-862.

[2]Qin Y H, Liu F, Yin H W, et al. Photonic structure in the wings of Papilio bianor ganesa[J]. 科學(xué)通報(bào)(英文版), 2007, 52(23):3183-3188.

[3]Srinivasarao M. Nano-Optics in the Biological World: Beetles, Butterflies, Birds, and Moths.[J]. Cheminform, 1999, 30(37):1935.

[4]Vukusic P, Sambles J R. Photonic structures in biology.[J]. Nature, 2003, 424(6950):852-855.

[5]Wijnhoven J E G J. Preparation of photonic crystals made of air spheres in titania[J]. Science, 1998, 281(5378):802-804.

[6]Zi J, Yu X, Li Y, et al. Coloration Strategies in Peacock Feathers[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2003, 100(22):12576-12578.

（本文中標(biāo)明來(lái)源的圖片均已獲得授權(quán)）