一亿年前的昆虫是什么颜色（一亿年前的昆虫和现代的昆虫区别）

巨型古虫的霸主自然好奇！一亿年前的昆虫是什么颜色？

走在花园里，我们会被大自然的缤纷色彩所包围。到处都有绿叶、青草和美丽的花朵。花丛中，有彩蝶翩翩起舞；叶子上，会有绿色或蓝色的金龟子和吉丁。如果幸运的话，你还可以在仲夏的傍晚欣赏到飞舞的萤火虫。事实上，这几种颜色代表了人们在自然界中观察到的三种颜色类型。

来源视觉中国

绿叶和五颜六色的花朵是典型的色素色,这种颜色的产生需要色素分子的参与，所以它也被称为化学色金龟子闪闪发光的绿色属于典型的结构色,它是在没有色素分子参与的情况下，由生物体表面或表层皮肤的超微结构与自然光之间的光学相互作用形成的，，它也是自然界中色彩最纯、最强烈的颜色 自然界中有一种特殊的产色形式，——生物发光，是细胞合成的化学物质，在发光酶的作用下，将化学能转化为光能而形成的。 萤火虫、一些深海鱼、一些夜光蘑菇都属于这一类。

今日 自然界是丰富多彩的，古代生物的颜色是什么呢？古生物化石能保持本来的颜色吗？由于化石保存了古代生物的皮肤和羽毛，古生物学家开始尝试从皮肤和羽毛的超微结构中寻找参与颜色形成的色素细胞或色素体，从而重建古代动物的原始颜色。

来源,远古动物的颜色不再靠想象, ,视觉中国

2006年秋天，一个名叫雅各布温瑟(Jakob Vinther)的丹麦男孩在做一个关于乌贼及其墨囊的特定埋藏的研究项目，观察到乌贼的所有石墨囊都以固体有机团块的形式保存下来，而这些团块是由墨中的黑色素组成的，与现代乌贼没有区别。根据这一观察，他大胆推测，化石黑色素的化学性质似乎非常稳定，可以稳定地保存上亿年。然后他想，既然黑色素可以保存在墨鱼身上，那么它是否也可以保存在其他古生物身上呢？如果是这样，或许有可能恢复长羽毛恐龙的颜色。

有了想法后，雅各布从丹麦博物馆借了一个毛茸茸的鸟化石来研究，在扫描电子显微镜的帮助下有了惊人的发现。——在鸟类羽毛化石上发现大量香肠状黑素体。不久后，他和导师详细研究了早白垩世产于巴西的鸟类羽毛化石，通过扫描电镜观察到羽毛上有黑白横纹。结果表明，黑斑处有大量香肠状结构，而白斑处没有，证明这些香肠状结构应该是含有真黑素的黑素体。后来，雅各布研究了在梅塞尔油页岩中发现的鸟类羽毛，发现这些羽毛上有结构色。在一系列研究成果发表后，古生物学家急于尝试在特殊埋藏生物群中的鸟类或多毛恐龙的羽毛上寻找黑素体，进而重建古代鸟类和恐龙的原始颜色。

2010年1月，由中国科学院古人类脊椎动物研究所周忠和院士和布里斯托尔大学的Mike Benton院士领衔的中英科学家在《自然》 (Nature)杂志上报告说，在几种恐龙的羽毛中存在黑素体，并发现中国龙鸟的尾巴可以分为深色和浅色两个区域。通过观察羽毛痕迹中黑素体的大小、形状和排列，并与现代鸟类的黑素体进行比较。羽毛，推断存在羽毛黑素体。

2010年3月，雅各布领导的中美团队在《科学》 (Science)上报道，他们已经完整还原了一种小型兽脚类恐龙的全身羽毛颜色，——赫兹龙。该成果一经发表，在学术界引起了极大的轰动，掀起了古动物黑素体和颜色重建的研究热潮。恐龙、鱼龙、蛇等一些古代动物的颜色很快被重建。

近日，周忠和院士和中科院南京地质古生物研究所潘研究员利用免疫电镜、超高分辨率元素能谱分析等多种化学和分子分析 ，证明了1.3亿年前鸟类化石羽毛中保存有-角蛋白，也验证了羽毛化石中纳米级的微结构被-角蛋白包裹，确实是羽毛的黑色素。从那以后，远古动物的颜色重建，不再是艺术家的想象，而是有一定科学依据的推断.

现代昆虫(黄蜂和甲虫)的结构颜色

重建最古老的昆虫结构色

包括恐龙在内的脊椎古生物学一直是古生物学研究的明星。在恐龙和古鸟类颜色重建浪潮的推动下，古生物学家开始关注地球上生物多样性更高的昆虫。

与雅各布在同一实验室的学者玛丽亚麦克纳马拉(Maria McNamara)报告说，2011年底，在梅塞尔油页岩中发现了一种4700万年前的蛾子。通过观察它翅膀上的小鳞片的超微结构，他们发现这些鳞片含有多层反射膜结构，当光线以相同的角度在这种结构的不同层面反射时，它可以产生单一的可见光，并推测它翅膀上的颜色可以帮助蛾子躲避可能的捕食者(如蝙蝠)，避免被吃掉。这项研究证明，捕食者和被捕食者之间进行的“军备竞赛”可以追溯到4700万年之前.

一年后，玛丽亚 一个美国研究小组报告了一批4700万年至1500万年前的甲虫化石。通过扫描电镜观察发现，这种原始的金属色归因于昆虫表皮多层反射膜上的纳米结构，形成了典型的结构色。这种结构的存在是积极的

是金属光泽颜色能够在地质历史时期长期保存的原因。，他们模拟计算发现，甲虫化石比它们原本的颜色要稍红一些（波长更长）。化石甲虫并没有完全保存原始颜色。

2018年4月，中国科学院南京地质古生物所研究员王博团队报道了来自英国、德国、哈萨克斯坦和中国的侏罗纪蛾类标本，以及白垩纪缅甸琥珀中飘翅目（蝴蝶、蛾的远祖）昆虫。他们利用多种显微成像技术、三维光学建模等技术 ，分析了这批化石中鳞片的微观结构和可能的结构色。研究发现，侏罗纪的蛾类鳞片已演化出鱼骨状的纳米光学结构，形成了衍射光栅，类似于现生小翅蛾。结合鳞片的形貌数据和模型模拟计算出化石蛾类的结构色表明，它们可以产生银色或金黄色。这项发现代表了已知最古老的昆虫结构色，并将该记录提前了至少1.3亿年。

· “时间胶囊”大有奥秘 ·

以印痕化石形式保存的昆虫，绝大部分不能保存昆虫原本的颜色。琥珀，也称“时间胶囊”，以一种特殊的方式栩栩如生地保存了亿万年前的小生命。，绝大部分琥珀昆虫化石并不能保存明显的结构色，带有金属颜色的昆虫鲜有报道，主要发现于始新世波罗的海琥珀、中新世墨西哥琥珀和哥伦比亚柯巴脂中。当时学者只关注了昆虫的形态和分类，并没有深入研究颜色的保存、形成机理和生态意义。

近些年，笔者研究团队对距今约一亿年前白垩纪缅甸琥珀中大量的具金属色彩的昆虫进行了系统研究，发现纯净而强烈的颜色可直接在多种昆虫体表保存下来。研究团队运用了琥珀超薄切片、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等技术分析，证明了青蜂胸部的蓝绿色是由多层重复出现的纳米级构造形成的，属于一种典型且常见的结构色类型，即多层反射膜结构（可以简单理解为多层肥皂泡叠加在一起）。

一亿年前青蜂身体表面结构色变化前后对比图

，还通过光学理论模型，证明其反射波长与肉眼观察到的昆虫颜色的波长接近，说明琥珀昆虫身体显现的颜色可能是原始颜色，证明了超微纳米级的光学结构是可以在地质历史时期中稳定保存下来的，否定了前人所说的昆虫金属色不能在中生代化石中保存的观点。

我们团队重点研究了35枚保存精美的带金属光泽的白垩纪昆虫化石，包括膜翅目、鞘翅目和双翅目，共3个目，其中绝大部分属于膜翅目青蜂科，少部分属于鞘翅目隐翅虫科、蜡斑甲科和隐翅虫科，以及双翅目水虻科。大部分昆虫种类的全身或部分身体结构呈现出带金属光泽的绿色、蓝色、蓝绿色、黄绿色或蓝紫色。通过分类对比研究，发现这些化石昆虫对应的现生属种同样具有类似的带金属光泽的颜色，这直接证明了中生代昆虫亮眼的结构色是可以保存下来的。，通过对其中一枚化石青蜂标本的超微分析，证实多层反射膜是产生结构色的直接原因。

，我们还发现了一个有趣的现象一亿年前琥珀中看似能够永久保存的结构色并不是保持不变的。琥珀昆虫在前期加工（如切割、打磨和抛光等）过程中，其中任一小部分结构受到损坏，导致其与空气或水分接触，它的色彩便会在短期内（几天或几周）变成纯银色，但金属光泽仍可保留，并且这种变化是不可逆转的。这一现象的发现解释了缅甸琥珀乃至其他琥珀中银色昆虫的形成原因，以及对琥珀昆虫形态特征的正确描述均有借鉴意义。

一亿年前白垩纪琥珀中多样的具金属色彩结构色的昆虫

琥珀昆虫的结构色有什么用呢？一般认为，较常见的绿色很可能是身处茂密森林环境中的昆虫的隐蔽色，它帮助昆虫隐匿自身，从而躲避捕食者。，结构色还能参与昆虫的热调节。，不同种类昆虫身上发现的不同色彩的结构色在一定程度上表明了白垩纪中期森林中已经存在复杂的生态关系。

以恐龙为代表的远古脊椎动物羽毛颜色的重建是当今古生物学研究的热点，而人们对古无脊椎动物颜色的研究还不够深入和广泛。作为一种非常特殊的化石保存形式，琥珀为我们了解远古昆虫原始结构色提供了独一无二的窗口。随着更多保存精美化石的发现和新技术、新 在琥珀化石研究中的应用，相信更多远古动物颜色的奥秘会被揭开。

来源科普时报作者蔡晨阳（作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员）图源蔡晨阳编辑吴琼

审核王飞

终审尹传红

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