逻辑正好相反,大自然是没有颜色的,只不过动物进化出来了一套颜色视觉系统对不同波长的光加以区分,形成眼中能看见的各种各样的色彩。
色彩基本原理:不同波长的光撞击物体(岩石、植物、动物)表面,表面反射和折射部分光,进入动物的眼睛,感光细胞视蛋白被光子击中后,会将信号转化为电脉冲,将这些光子的信号传输到动物的大脑,大脑将这些光子解码为颜色。进一步决定这些颜色的东西是食物还是掠食者。
最基本的灰度视觉是最先进化出来的,因为能够形成昼夜节律,进行繁殖和生存。但是,灰度视觉产生的信息非常嘈杂,进一步最初的光/暗视蛋白突变成能够探测特定波长范围的光,产生了颜色视觉。颜色视觉在进化中具有优势。所以,就像智能手机一样,更好的分辨率和更明亮的颜色成为了有竞争力的企业。此外,在分辨率方面,感光细胞经过数百万年的进化,形成一个被透镜覆盖的充满液体的球体,最后进化出了眼睛。
颜色视觉非常重要,在软体动物、节肢动物和脊椎动物的动物王国里,独立进化了好几次。
原始鱼类有四种不同的视蛋白,可以感知四种光谱:红、绿、蓝和紫外线,被称为四色视觉,恐龙可能就有四色视觉。今天的鸟类,许多也是四色视者。因此鱼、鸟和许多蜥蜴看到的世界比我们看到的要丰富得多。
大约在9000万年前,原始哺乳动物祖先是小型的夜行动物,在那时他们从祖先那里继承下来的复杂的视觉系统退化了,进化出对紫外线和红色敏感的视蛋白,大自然是双色的。
大约3000万年前,哺乳动物进化出了三色视觉,使他们能够看到除紫外线以外的可见光的全彩色光谱。科学家认为,早期灵长类动物之所以能恢复三色视觉,是因为发现新鲜水果和未成熟树叶有助于获得更有营养的食物。
随着动物获得了感知颜色的能力,进化引发了一场显示颜色和图案的军备竞赛,这些有助于生存的颜色成为王牌技能的象征。自然界中几乎每一种颜色的表达都倾向于向某种特别的东西发出信号,或使某种生物变得模糊。
颜色除了用来伪装,也用于社会目的,但是动物用两种完全不同的方法制造颜色。
第一种是色素,由含色素体(爬行动物、鱼类和头足类动物)细胞和黑色素细胞(哺乳动物和鸟类)产生的有色物质。能吸收大部分波长的光,只反射少数波长。
另一种方法是利用纳米结构。昆虫,还有鸟类,就是色彩结构的大师。结构色彩将光线散射成各种颜色,如蜂鸟和金甲虫外壳。