互动科普

科学家通过人为地使昆虫石化，来研究昆虫体表颜色的形成过程。

撰文：卢卡斯·劳尔森（Lucas Laursen） 翻译：赵瑾

在古代甲虫化石的形成过程中，甲虫翅膀会失去原有的颜色和形态。原本发亮的绿色翅膀由于在沙子中缓慢受热和挤压，颜色变暗变蓝，然后变成紫蓝色，最后变成黑色。

这个关于昆虫的生命、死亡以及石化的故事听起来似乎很简单，但它却是玛丽亚·麦克纳马拉（Maria McNamara）花费数年时间，通过艰苦研究才拼凑出来的。这位英国布里斯托大学的研究者，致力于研究古代昆虫的预警信号、伪装和交配行为是如何进化的。多数的昆虫化石都由于被掩埋在地底而呈现黑色，所以对普通化石的研究，只能为研究人员提供部分信息。

于是麦克纳马拉及其同事决定，采用反向推导的方式来进行进一步研究。研究人员人为地对现代甲虫和象鼻虫的翅膀进行老化处理，来研究石化对于翅膀颜色的影响。他们在今年4月出版的《地理学》（Geology）期刊上，发表了他们的研究成果。

石化并非一个和缓的过程。为了模拟这个过程，麦克纳马拉将昆虫的翅膀放在池水中长达18个月，接着又以270℃的高温（比一般家庭烤箱的温度还要高）烘烤，并施以大约500个大气压的压力，来模拟昆虫残骸在淤泥中因受热和挤压而石化的过程。她的研究团队发现，在石化过程中，昆虫的反光鞘翅破碎、变薄，随着反射光的波长发生改变，翅膀的颜色就从绿色变成蓝色，最终变成黑色。

更重要的是，他们还发现象鼻虫的化石保存了一种叫做“光子晶体”（photonic crystal）的生色结构（color-producing structure）。这意味着那些化石中没有这种结构的昆虫，可能生前就不具备这种结构。麦克纳马拉推断，至少对于象鼻虫而言，光子晶体必定是在近代才进化出的一种结构，因为她发现在300万年前的象鼻虫中，没有这种结构存在。

不过，并非所有科学家都同意这个观点。英国伦敦自然历史博物馆的昆虫学家安德鲁·帕克（Andrew Parker）指出，“每个化石的形成过程都是千差万别的”，所以要将对一个化石或一个物种的研究结果，应用于其他化石或物种，是很困难的。但是，他认为这个想法很诱人，“我们可以开始拼凑出古代生命的彩色图画了”。