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      絢麗仿真娃娃:吉丁蟲的納米美色陷阱

      吉丁蟲屬于昆蟲中最美麗的家族。它們的鞘翅閃爍著彩虹、閃電和金屬的顏色。來自亞洲的花曲柳窄吉丁(Agrilus planipennis),它英文名的含義是“綠寶石的白蠟樹鉆孔者(emerald ash borer)”。花曲柳窄吉丁的鞘翅表面具有多層結構,每一層具有不同的折射率,通過名為布拉格反射(Bragg Reflect)的光學現象產生出漂亮的綠光。另外,它鞘翅外層的許多小刺也會散射綠光。

      各種鞘翅帶有彩虹光澤的吉丁。圖片來源:blogspot.com

      憑著表面精細結構引發光學現象,來產生色彩,這稱為結構色。甲蟲、蝴蝶、鸚鵡和孔雀都有漂亮的結構色外衣。閃閃發光的外表對雄性花曲柳窄吉丁而言,充滿媚惑。雄蟲見到停在葉子上,映照著陽光的雌蟲,就會像傘兵一樣從兩米高度迅速降落下來,直接落掉雌蟲身上,準備交配。

      本次研究中針對的花曲柳窄吉丁(Agrilus planipennis)。圖片來源:barkbeetles.org?

      賓夕法尼亞大學的米切爾·多明戈(Michael Domingue)與他的研究伙伴,為這些甲蟲造了仿真娃娃。他們利用納米技術,仿造出甲蟲鞘翅表層產生結構色的精細結構[1]。在他們準備的三個模型中,一個模型擁有這種高度仿真的表層,像真甲蟲一樣綠光閃閃;另外一種模型表層被弄壞,雖然也有結構色,但效果不如真甲蟲好;而第三種模型是用3D打印技術制成的,沒有結構色。后兩種模型漆了綠顏料,讓它們也呈現出翠綠色。另外他們還準備了真的吉丁蟲標本——有的是花曲柳窄吉丁,有的是它的親戚櫟雙點吉丁(Agrilus biguttatus)。

      A:從左到右,雌性花曲柳窄吉丁標本、雌性櫟雙點吉丁標本、有仿真表層的模型、表層被破壞的模型、3D打印模型;B:標本和模型的反射光譜。圖片來源:研究論文

      多明戈等人制造了一種陷阱,形狀如同一個大杯子,模型雌蟲和雌蟲標本放在杯口的一塊綠色板子上,杯里有一個變壓器,電線接通模型兩頭,這樣,落在他的“夢中情人”身上的雄蟲會被電死或電暈,通過板子之下的漏斗掉進杯底。順便一提,人造的“仿真娃娃”對甲蟲更致命,因為它是金屬鎳(一元人民幣的表層就是鎳)做的,導電效果更好。

      在0.5到1米之內,模型雌蟲和雌蟲標本都會招引雄蟲飛來;但等距離拉近到10-20厘米,雄蟲就會認出只有綠顏料的模型而飛開,或者不理睬它。而面對擁有“閃閃發光”和“不太閃閃發光”納米結構的模型,雄蟲會落到它們背上,但只會持續兩秒(標本昆蟲可以持續幾十秒)。

      科學家并不是閑得沒事來捉弄這些甲蟲的。花曲柳窄吉丁幼蟲在樹干里鉆孔,常常殺死樹木,是北美森林里破壞力最大的昆蟲之一,人們一直在研究控制它的技術。如果美色陷阱的效果好,它可以用來誘捕為害的花曲柳窄吉丁。(編輯:球藻怪)

      參考文獻:

      1. Domingue, Michael J., et al. "Bioreplicated visual features of nanofabricated buprestid beetle decoys evoke stereotypical male mating flights."?Proceedings of the National Academy of Sciences?(2014): 201412810.

      文章題圖:blogspot.com

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      發布于2014-09-26, 本文版權屬于果殼網(guokr.com),禁止轉載。如有需要,請聯系果殼

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